Utilizzando cellule prelevate dal sangue e riprogrammate in cellule staminali [1], i ricercatori dell’Università del Saskatchewan sono riusciti a produrre organoidi cerebrali di circa tre millimetri di diametro. Questi ” mini cervelli » si distinguono in quanto sono composti da quattro diversi tipi di cellule cerebrali [2], mentre la maggior parte degli organoidi cerebrali sono costituiti solo da neuroni (vedi Organidi cerebrali per studiare i disturbi dello sviluppo neurologico). Hanno pubblicato il loro lavoro sulla rivista Frontiere delle neuroscienze cellulari [3].
Un “modello” più fedele per aiutare nella diagnosi
Questi organoidi riflettono “ più fedelmente » un cervello umano adulto, assicura Tyler Wenzel, primo autore dello studio. Pertanto, potrebbero essere utilizzati per diagnosticare patologie, come il morbo di Alzheimer, da campioni di sangue di pazienti. Potrebbero anche essere utilizzati per testare l’efficacia dei farmaci sui pazienti, riducendo così il tempo necessario per accedere a un trattamento adeguato, ad esempio in caso di depressione. Lo scienziato prevede ora di estendere i test a un numero maggiore di pazienti.
Una squadra da Centro medico dell’ospedale pediatrico di Cincinnati ha dal canto suo sviluppato il primo “ mini cervello » essere umano che integra una barriera emato-encefalica (BBB) « perfettamente funzionante »[4]chiamato ” BBB [5] assemblaggio “. Questi organoidi imitano lo sviluppo neurovascolare umano, fornendo una rappresentazione fedele della barriera nel tessuto cerebrale in crescita e funzionante » (cfr. I ricercatori studiano la vascolarizzazione degli organoidi cerebrali). Questi risultati sono stati pubblicati sulla rivista Cellula staminale cellulare [6].
“ La mancanza di un autentico modello umano di BBB è stato un grosso ostacolo allo studio delle malattie neurologiche “, spiega l’autore principale dello studio, Ziyuan Guo. In effeti, “I modelli animali che attualmente utilizziamo nella ricerca non riflettono accuratamente lo sviluppo del cervello umano e la funzionalità della BBB “.
Assemblaggio di organoidi
IL ” Assemloid BBB » combinano due tipi distinti di organoidi: organoidi cerebrali, che imitano il tessuto cerebrale umano, e organoidi dei vasi sanguigni, che imitano le strutture vascolari.
Nell’arco di circa un mese queste strutture si separarono [7] fusi in un’unica sfera di poco più di 4 millimetri di diametro.
Sebbene loro” ricreare molte delle complesse interazioni neurovascolari osservate nel cervello umano “, questi ” assembloidi » non sono modelli completi del cervello. Ad esempio, sono privi di cellule immunitarie e non hanno collegamenti con il resto del sistema nervoso.
Per dimostrare la potenziale utilità di “ nuove assemblee “, i ricercatori hanno utilizzato una linea di cellule staminali derivate da pazienti affetti da una rara condizione cerebrale chiamata cavernoma cerebrale [8]. Ma gli scienziati stanno valutando numerose applicazioni, dalla ricerca di nuove cure allo sviluppo di biomateriali compresa la valutazione della tossicità dei componenti chimici (vedi Ricerca sugli organoidi cerebrali: una questione di coscienza).
[1] Tecnica delle cellule iPS
[2] Neuroni, cellule microgliali, astrociti e oligodendrociti
[3] Tyler J. Wenzel et al, Gli organoidi cerebrali progettati per dare origine a glia e reti neurali dopo 90 giorni in coltura mostrano proteoforme specifiche per l’uomo, Frontiere delle neuroscienze cellulari (2024). DOI: 10.3389/fncel.2024.1383688
[4] “ A differenza del resto del nostro corpo, i vasi sanguigni nel cervello hanno uno strato aggiuntivo di cellule fitte che limitano fortemente la dimensione delle molecole che possono passare dal flusso sanguigno al sistema nervoso centrale.. » « Una barriera correttamente funzionante mantiene la salute del cervello impedendo l’ingresso di sostanze nocive e consentendo ai nutrienti essenziali di raggiungere il cervello. Tuttavia, questa stessa barriera impedisce anche a molti farmaci potenzialmente utili di raggiungere il cervello. Inoltre, diversi disturbi neurologici vengono causati o peggiorati quando la barriera ematoencefalica si forma in modo errato o inizia a rompersi. »
[5] Per Barriera sangue-cervello
[6] Lan Dao et al, Modellazione della formazione della barriera emato-encefalica e malformazioni cavernose cerebrali negli organoidi umani derivati da PSC, Cellula staminale cellulare (2024). DOI: 10.1016/j.stem.2024.04.019
[7] organoidi cerebrali che misurano da 3 a 4 millimetri di diametro e organoidi dei vasi sanguigni di circa 1 millimetro di diametro
[8] “ Questa malattia genetica, caratterizzata da una disfunzione nell’integrità della barriera emato-encefalica, provoca la formazione di gruppi di vasi sanguigni anomali nel cervello che spesso assomigliano a lamponi. Questa malattia aumenta significativamente il rischio di ictus. »
Fonti: Medical Xpress, Università del Saskatchewan (14/05/2024); Medical Xpress, Centro medico dell’ospedale pediatrico di Cincinnati (20/05/2024)
