Il Giappone utilizza una tecnica insolita per produrre cloni animali:

In un esperimento unico nel suo genere, i ricercatori giapponesi hanno prodotto cloni di topi utilizzando una tecnica conosciuta in tutto il mondo come liofilizzazioneche in portoghese si chiama liofilizzazione o liofilizzazione, una tecnologia di essiccazione che prevede la rimozione dell'acqua attraverso la sublimazione.

Questo metodo ha un'ampia varietà di applicazioni, principalmente nell'industria alimentare e farmaceutica, ed è stato sulla base di questi risultati che gli scienziati giapponesi hanno deciso di testare l'uso della tecnica per memorizzare informazioni sul DNA e sulle cellule a scopo di clonazione.

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Secondo un articolo pubblicato questo martedì (5) nel Natura della comunicazione, che descrive la ricerca, il tasso di successo delle celle di liofilizzazione è solo dello 0,2%, il che significa che c'è ancora molta strada da fare prima che diventi una strategia standard di clonazione e conservazione.

Il diagramma mostra passo dopo passo il processo di clonazione per liofilizzazione eseguito dai ricercatori in Giappone. Immagine: S. Wakayama, D. Ito, E. Hayashi, T. Ishiuchi e T. Wakayama

"Il mantenimento della biodiversità è un compito essenziale, ma conservare le cellule germinali come risorse genetiche utilizzando l'azoto liquido è difficile, costoso e si interrompe facilmente durante i disastri", ha affermato l'autore principale Sayaka Wakayama, ricercatore presso l'Università di Yamanashi. “Qui dimostriamo che le cellule somatiche congelate possono produrre cloni sani e fertili, suggerendo che questa tecnica può essere importante per stabilire soluzioni alternative, più economiche e più sicure per biobanche liquide prive di azoto. »

La liofilizzazione è un processo delicato ma intenso. Immagina di congelare qualcosa in più fasi finché non raggiunge circa -80 gradi Celsius (-112 gradi Fahrenheit), prima di metterlo in una camera a vuoto ad alta pressione.

Il processo congela l'acqua a -80°C senza che si formino grandi cristalli di ghiaccio che perforano le pareti cellulari, mentre la pressione di una camera a vuoto trasforma l'acqua congelata in gas, che viene poi espulso. Questo accade più volte fino a quando il risultato è un prodotto leggero e "croccante", ma con gran parte della sua struttura intatta. Una volta che l'oggetto congelato ha raggiunto la sua destinazione, può essere reidratato, conservando molte delle stesse proprietà.

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Secondo Avviso scientificofino ad allora, questo team di ricercatori aveva già effettuato esperimenti simili con la sola conservazione dello sperma di topo congelato (senza controllo della temperatura).

Nel laboratorio terrestre, le cellule riproduttive sono state conservate per più di un anno. Sulla Stazione Spaziale Internazionale (ISS) sono riusciti a rimanere per più di 5 anni. Entrambi gli esperimenti hanno prodotto prole vitale, ma la percentuale di successo è stata ottenuta solo con cellule estratte da animali adulti.

"La liofilizzazione può essere il modo migliore per preservare le risorse genetiche per un lungo periodo di tempo in modo sicuro, economico e indipendente dalla posizione", afferma l'articolo. “Tuttavia, fino ad oggi, le uniche cellule che hanno prodotto una progenie dopo la liofilizzazione sono state gli spermatozoi maturi. La raccolta di spermatozoi da maschi infertili e di ovociti/embrioni da femmine fertili è difficile.

Wakayama spiega che per clonare gli animali è necessaria una cellula non riproduttiva (chiamata cellula somatica) con tutto il DNA dell'animale. Questo fascio di nuclei pieno di DNA viene quindi inserito in un uovo, che può avviare il processo di sviluppo di un bambino.

Attualmente, le cellule somatiche e riproduttive - per biobanche o altri scopi - sono conservate in azoto liquido, che può essere riscaldato per far rivivere le cellule.

Tuttavia, i ricercatori volevano sapere come avrebbe funzionato nelle cellule liofilizzate. Quindi hanno utilizzato cellule somatiche di topo (fibroblasti e cellule del cumulo), le hanno congelate e conservate sotto vuoto a -30°C per nove mesi.

Di conseguenza, le cellule sono morte, con ingenti danni al DNA, ma il team è stato in grado di estrarre le informazioni genetiche rimaste e inserirle in nuove cellule, che sono diventate le prime linee cellulari embrionali.

Il primo mammifero clonato al mondo, Dolly è stato sottoposto a eutanasia il 14 febbraio 2003 a causa di un problema polmonare incurabile. È esposto in un museo in Scozia. Immagine: Jordan Grinnell – Shutterstock

Queste linee cellulari hanno quindi estratto le proprie informazioni nucleari e le hanno inserite in un nuovo embrione, che è stato in grado di creare topi clonati nello 0,2% delle prove. Ciò pone il metodo di liofilizzazione al di sotto del tasso di successo della clonazione della pecora Dolly, che aveva solo una probabilità di successo dello 0,4%.

Tra gli embrioni sopravvissuti, alcuni non erano cloni idonei, portatori di anomalie epigenetiche dovute a danni al DNA. In un caso interessante, la linea cellulare ha perso il suo cromosoma Y e ha generato una femmina da un maschio, dimostrando che c'è ancora molta ricerca da fare per perfezionare il processo.

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