I ricercatori hanno scoperto che l’utilizzo di piccoli pezzi di tessuto cerebrale fetale, anziché di singole cellule, è vitale per la crescita di “mini cervelli” auto-organizzati in vitro.
Gli scienziati del Centro Princess Máxima di Oncologia Pediatrica e dell’Istituto Hubrecht (entrambi nei Paesi Bassi) hanno coltivato organoidi cerebrali tridimensionali direttamente dal tessuto cerebrale fetale umano che si è auto-organizzato “in vitro”. I mini-organi in coltura aprono un modo completamente nuovo di studiare come si sviluppa il cervello e modellare lo sviluppo di tumori cerebrali e altre malattie. Fino ad ora, gli organoidi cerebrali venivano coltivati inducendo, attraverso un complesso processo molecolare, cellule staminali embrionali (note come cellule staminali pluripotenti) a crescere fino a formare strutture che rappresentavano diverse aree del cervello. Ora, i ricercatori hanno scoperto che l’utilizzo di piccoli pezzi di tessuto cerebrale fetale, anziché di singole cellule, è vitale per la crescita di “mini cervelli”, poiché possono auto-organizzarsi in organoidi delle dimensioni di un chicco di riso. “Finora siamo riusciti a ottenere organoidi dalla maggior parte degli organi umani, ma non dal cervello; è davvero entusiasmante che ora siamo riusciti a superare anche questo ostacolo“, ha affermato il dott. Hans Clevers, che ha co-diretto il progetto. ricerca. “I nostri organoidi rappresentano un’importante aggiunta al campo degli organoidi cerebrali, che possono integrare gli organoidi esistenti realizzati con cellule staminali pluripotenti. Speriamo di imparare da entrambi i modelli per decodificare la complessità del cervello umano“, ha affermato la dott.ssa Delilah Hendriks, che ha anche co-diretto la ricerca. Gli scienziati hanno scoperto che questi organoidi tridimensionali hanno una serie di caratteristiche che li rendono particolarmente preziosi per lo studio del cervello umano. Innanzitutto, contengono diversi tipi di cellule cerebrali, inclusa la glia radiale esterna che si trova negli esseri umani e nei nostri antenati evolutivi. Hanno anche prodotto proteine che formano la matrice extracellulare e hanno mantenuto diverse caratteristiche della regione specifica del tessuto cerebrale da cui derivano. I “mini cervelli” derivati dai tessuti hanno risposto alle molecole che ne dirigevano lo sviluppo e hanno continuato a crescere in una piastra da laboratorio per più di sei mesi e sono stati in grado di moltiplicarsi. Ciò ha consentito di coltivare molti organoidi simili da un campione di tessuto.
Il team ha studiato il potenziale di questi “mini cervelli” nella modellizzazione dei tumori cerebrali. Hanno utilizzato la tecnica di editing genetico CRISPR-Cas9 per mutare il gene TP53 che causa il cancro in un piccolo numero di cellule organoidi , ed entro tre mesi le cellule difettose avevano completamente superato quelle sane. Allo stesso modo, hanno utilizzato la stessa tecnica per disattivare tre geni collegati a un tipo di tumore al cervello noto come glioblastoma. Questi esperimenti permettono di collegare l’azione di alcuni farmaci antitumorali a specifiche mutazioni genetiche. Anche i minitumori con cambiamenti nel gene del glioblastoma erano in grado di moltiplicarsi, mantenendo la stessa combinazione di mutazioni. Questa caratteristica significa che gli scienziati possono eseguire esperimenti ripetuti con organoidi derivati dai tessuti, aumentando l’affidabilità dei loro risultati. Lo studio è stato pubblicato questo lunedì in Cell. “Il nostro nuovo modello cerebrale derivato dai tessuti ci consente di comprendere meglio come il cervello in via di sviluppo regola l’identità cellulare. Potrebbe anche aiutare a capire come gli errori in tale processo possano portare a malattie dello sviluppo neurologico come la microcefalia , così come altre malattie.” derivano da uno sviluppo deragliato, compreso il cancro al cervello infantile,” ha affermato la Dott.ssa Benedetta Artegiani, leader del gruppo di ricerca presso il Centro Princess Máxima.
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