La ricerca nel campo della medicina più avanzata continua a progredire a passo svelto.
E’ stato presentato un nuovo dispositivo, altamente efficiente e con un disegno di ultima generazione, pensato per permettere l’analisi del cervello umano. Il dispositivo in questione è un modello 3D di un organoide cerebrale, il quale darà agli studiosi la possibilità di osservare in maniera più dettagliata lo sviluppo e i disturbi specifici del cervello umano, soprattutto quelli legati alle fasi iniziali di sviluppo, come l’autismo.
Il modello è descritto nello studio “A polarized FGF8 source specifies frontotemporal signatures in spatially oriented cell populations of cortical assembloids” di recente pubblicato su Nature Methods ed è il risultato della collaborazione tra un gruppo di scienziati provenienti da tutto il mondo, sotto la guida della dottoressa Veronica Krenn, beneficiata della borsa di studio Human Technopole Early Career presso Milano-Bicocca, e il team dell’ Accademia Austriaca di Scienze, guidato dal Professor Jürgen Knoblich, insieme al team dell’Human Technopole di Milano sotto la direzione del Professor Giuseppe Testa.
Le tecnologie organoidi, inventate inizialmente dal team del Professor Knoblich presso l’Integer Molecular Biotechnology Institute dell’ Accademia Austriaca di Scienze di Vienna, costituiscono modelli in 3D derivati da cellule staminali pluripotenti, e sono attualmente utilizzate a livello globale per studiare lo sviluppo del cervello umano, rispondere a quesiti fondamentali legati alla struttura del cervello umano e capire l’origine delle malattie del cervello.
Fino ad ora, i modelli di organoidi corticali che abbiamo utilizzato avevano forma sferica, comparabili a minuscoli palloni da calcio e con una struttura piuttosto uniforme.
Questa forma non corrisponde alla composizione del nostro cervello, che è oblunga e segmentata in una mappa di domini specifici dall’estremità anteriore a quella posteriore. Di conseguenza, i ricercatori hanno creato un nuovo metodo per produrre organoidi allungati, organizzati in settori distinti lungo l’asse trasversale, parallelamente alla polarità della corteccia.
La mappatura del cervello in via di formazione è influenzata da diverse molecole di segnale, chiamate morfogeni, rendendo quindi complesso analizzare il contributo individuale di ogni componente.
Nel nuovo metodo elaborato, i ricercatori hanno inizialmente creato organoidi allungati utilizzando stampi progettati su misura da partner presso l’Università di Parigi e l’Istituto Curie, successivamente hanno introdotto un morfogeno noto come FGF8.
“Questa unica fonte di morfogeno, assegnata asimmetricamente, è in grado di produrre cellule con identità differenti lungo l’asse longitudinale di un singolo organoide allungato, producendo una mappa simile a quella del nostro cervello nelle fasi iniziali di sviluppo”, specifica la Dr.ssa Veronica Krenn, una degli autori principali della ricerca.
Tramite questo nuovo modello, gli scienziati hanno individuato uno dei fattori chiave nella formazione di questa mappa corticale, ovvero il gene FGFR3. Mutazioni in questo gene sono responsabili di una malformazione del tessuto osseo nota come “achondroplasia”.
Gli organoidi corticali polarizzati, come sottolineato da Krenn, costituiscono un notevole progresso nella simulazione in vitro delle fasi iniziali che stanno alla base della crescita della corteccia. Siamo pieni di entusiasmo per la possibilità di impiegare questa innovativa tecnologia per approfondire l’impatto dei geni malati e come i fattori di rischio che intervengono nel contribuire allo scatenarsi di patologie mentali possono trasformare questi processi essenziali.