Nature: neuroscienze, è necessario perfezionare i modelli organoidi di sviluppo del cervello umano per capire questa fase iniziale della vita.
Uno studio pubblicato sulla rivista scientifica Nature, mostra la probabile inadeguatezza di tali modelli, necessari alle neuroscienze per comprendere come il nostro cervello si sviluppa. “Gli organoidi corticali”, spera l’articolo, “sono sfere di cellule tridimensionali auto assemblate in laboratorio che assomigliano al cervello umano in via di sviluppo. Questi modelli sono sempre più utilizzati per studiare lo sviluppo del cervello”.
Il problema è però capire quanto tali modelli siano precisi, “perché ci sono stati confronti limitati del catalogo di cellule e molecole che esistono nel cervello in via di sviluppo e in questi modelli”. Gli autori di questa ricerca hanno quindi “registrato i profili di espressione genica da circa 200.000 singole cellule prelevate dalla corteccia umana in via di sviluppo, e poi li hanno usati come elenco di riferimento per misurare la veridicità delle colture organoidi”.
In questo modo, gli scienziati hanno riscontrato alcune rilevanti differenze tra il cervello umano e tali modelli di studio. Ad esempio, “le cellule del cervello umano seguono traiettorie distinte durante lo sviluppo, producendo un pool ampio e diversificato di sottotipi cellulari”. Mentre “le colture di organoidi tendono a produrre tipi di cellule meno mature”. Ciò nonostante “le cellule cerebrali umane abbiano firme specifiche della regione che dipendono dalla loro posizione all’interno della corteccia”.
Una organizzazione spaziale che risulta carente negli organoidi modello. Questi possono però essere coltivati in modi e modelli differenti tra loro. I ricercatori sperano quindi di poter dare un grande aiuto alle neuroscienze per “valutare l’adeguatezza degli attuali sistemi di coltura tissutale”, e per svilupparne di nuovi e più adeguati.
Lo studio è stato pubblicato il 29 gennaio 2020 con il titolo Cell stress in cortical organoids impairs molecular subtype specification. DOI 10.1038 / s41586-020-1962-0. Gli autori sono Aparna Bhaduri, Madeline G. Andrews, Walter Mancia Leon, Diane Jung, David Shin, Denise Allen, Dana Jung, Galina Schmunk, Maximilian Haeussler, Jahan Salma, Alex A. Pollen, Tomasz J. Nowakowski e Arnold R. Kriegstein.
Abstract dell’articolo Nature: Cell stress in cortical organoids impairs molecular subtype specification.
Gli organoidi corticali sono culture tridimensionali autoorganizzanti che modellano le caratteristiche della corteccia cerebrale umana in via di sviluppo. Tuttavia, la fedeltà dei modelli organoidi non rimane chiara. Qui analizziamo i trascrittomi di singole cellule corticali umane primarie provenienti da diversi periodi di sviluppo e aree corticali. Scopriamo che lo sviluppo corticale è caratterizzato da traiettorie di maturazione dei progenitori, dall’emergere di diversi sottotipi cellulari e dalla specifica areale dei neuroni neonati.
Al contrario, gli organoidi contengono ampie classi cellulari, ma non ricapitolano identità di sottotipi cellulari distinti e appropriata maturazione dei progenitori. Sebbene le firme molecolari delle aree corticali emergano nei neuroni organoidi, non sono separate spazialmente. Gli organoidi attivano anche ectopicamente i percorsi di stress cellulare, il che compromette le specifiche del tipo di cellula. Tuttavia, lo stress organoide e i difetti del sottotipo sono alleviati dal trapianto nella corteccia di topo. Insieme, questi set di dati e strumenti analitici forniscono un quadro per la valutazione e il miglioramento dell’accuratezza degli organoidi corticali come modelli di sviluppo del cervello umano. Link Nature.
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