Dead, frozen and revived: how xenotransplantation can contribute to species conservation

Quando un grande animale come un giaguaro viene colpito da un veicolo, la tragedia è immediata e definitiva per l'individuo, ma la perdita si estende ben oltre quella singola vita. In natura, ogni animale sopravvissuto porta con sé un insieme unico di istruzioni genetiche che aiutano l'intera specie ad adattarsi e resistere. Quando un giaguaro muore, quel particolare progetto genetico svanisce, a meno che qualcuno non agisca rapidamente per preservarlo. Gli scienziati sanno da tempo di poter salvare questi progetti congelando campioni di tessuto, un processo chiamato biobancarizzazione, che funge da polizza assicurativa per il futuro. Tuttavia, questa strategia si scontra con una dura realtà: una volta che un animale muore, le sue cellule iniziano a degradarsi rapidamente. Se passa troppo tempo prima che il tessuto venga prelevato, il materiale genetico diventa troppo danneggiato per essere utilizzato, rendendo inutile il tentativo di salvataggio. Questo è un problema critico per specie come il giaguaro, dove gli incidenti stradali sono una delle principali cause di morte, spesso verificatisi in zone remote dove gli aiuti arrivano troppo tardi per salvare l'eredità genetica.

Un team di ricercatori in Brasile ha sviluppato un nuovo metodo per superare questa barriera temporale, offrendo efficacemente una seconda possibilità al materiale genetico che era già sull'orlo di essere perduto per sempre. Il loro lavoro si concentra su una tecnica chiamata xenotrapianto, che consiste nel prelevare tessuto da una specie e inserirlo in un'altra. In questo caso specifico, gli scienziati hanno prelevato cartilagine auricolare da giaguari morti sulle autostrade, hanno congelato il tessuto per preservarlo e poi hanno impiantato questi frammenti congelati in topi immunodeficienti. L'obiettivo era vedere se il corpo del topo potesse agire come un incubatore vivente temporaneo per risvegliare le cellule dormienti del giaguaro, riparando il danno causato dal tempo trascorso dalla morte e permettendo alle cellule di crescere nuovamente.

Lo studio è iniziato con tre giaguari che erano stati uccisi da collisioni con veicoli su un'autostrada nella regione del Pantanal, in Brasile. Al momento in cui gli animali sono stati recuperati dalla polizia ambientale e trasportati in laboratorio, erano passate almeno ventiquattro ore dalla loro morte. I ricercatori sapevano che, in questo stato, il tessuto era probabilmente troppo degradato per essere coltivato direttamente. Hanno prelevato piccoli pezzi di cartilagine dalle orecchie dei giaguari, un tessuto scelto perché è resistente e sopravvive più a lungo senza flusso sanguigno rispetto ad altre parti del corpo. Questi pezzi sono stati congelati rapidamente utilizzando un metodo specializzato chiamato vitrificazione a superficie solida, che trasforma il tessuto in uno stato simile al vetro senza formare cristalli di ghiaccio dannosi.

Una volta congelato, i ricercatori hanno diviso il tessuto in due percorsi. Alcuni pezzi sono stati semplicemente riscaldati e posti in un piatto per vedere se potevano sopravvivere autonomamente. Gli altri sono stati riscaldati e poi impiantati chirurgicamente nei topi. Metà di questi sono stati posizionati sotto la pelle e l'altra metà all'interno della cavità addominale. Ai topi è stato permesso di vivere con questi frammenti di giaguaro per una settimana. Durante questo periodo, i corpi dei topi hanno fornito flusso sanguigno e nutrienti, tentando essenzialmente di dare una spinta iniziale alle cellule del giaguaro. Dopo una settimana, i topi sono stati sottoposti a eutanasia umana e i ricercatori hanno recuperato il tessuto del giaguaro per vedere cosa fosse successo.

I risultati sono stati sorprendenti. Il tessuto che era stato semplicemente riscaldato in un piatto mostrava segni di grave decadimento, con cellule morte o morenti e una struttura che si era disgregata. Al contrario, il tessuto che aveva trascorso una settimana all'interno dei topi appariva notevolmente diverso. I ricercatori hanno osservato che i corpi dei topi avevano fatto crescere con successo nuovi vasi sanguigni nella cartilagine del giaguaro, un processo noto come neovascolarizzazione. Questo nuovo apporto di sangue sembrava aver rivitalizzato il tessuto. Le cellule del giaguaro, che erano dormienti e danneggiate, hanno iniziato a moltiplicarsi e a riparare la struttura della cartilagine.

Quando gli scienziati hanno cercato di far crescere queste cellule in un piatto di laboratorio, la differenza è stata ancora più evidente. Le cellule del tessuto che era stato solo riscaldato non sono cresciute affatto; sono semplicemente morte. Tuttavia, le cellule recuperate dai topi erano sane e vigorose. Hanno iniziato a moltiplicarsi rapidamente, raggiungendo la terza generazione di crescita in pochi giorni, una velocità paragonabile a quella delle cellule prelevate da un giaguaro vivente. I ricercatori hanno confermato che si trattava effettivamente di cellule di giaguaro e non di cellule di topo, e che erano vive e funzionanti correttamente. Le cellule recuperate dai topi erano altrettanto vitali di quelle prelevate da tessuto fresco, provando che l'ambiente del topo aveva con successo riparato il danno causato dalla lunga attesa dopo la morte.

Lo studio ha anche confrontato i due luoghi in cui il tessuto è stato impiantato. Le cellule sono cresciute bene sia nello spazio sotto la pelle che all'interno dell'addome, ma il tessuto sotto la pelle ha mostrato un recupero strutturale leggermente migliore. Le cellule cartilaginee erano più organizzate e presentavano meno segni di decadimento rispetto al tessuto proveniente dalla cavità addominale. Ciò suggerisce che, sebbene entrambi i metodi funzionino, posizionare il tessuto sotto la pelle potrebbe essere il modo più efficace per rivitalizzare i campioni compromessi.

Questo approccio offre uno strumento potente per la conservazione. Significa che anche se un giaguaro viene trovato morto molte ore dopo un incidente, il suo materiale genetico non deve essere necessariamente scartato. Utilizzando un topo come ospite temporaneo, gli scienziati possono ripristinare la salute biologica del tessuto, rendendo possibile l'estrazione di cellule di alta qualità per usi futuri. Queste cellule potrebbero essere utilizzate in seguito in tecnologie riproduttive avanzate per aiutare ad aumentare la popolazione di giaguari o per preservare la diversità genetica di specie che sono sull'orlo dell'estinzione. La ricerca dimostra che la morte non è sempre la fine della linea per la preservazione genetica; con l'intervento giusto, l'orologio biologico può essere resettato, trasformando una tragica perdita in una potenziale risorsa per la sopravvivenza della specie.