«Minicervelli» cresciuti in laboratorio producono un andamento elettrico simile a quello dei neonati prematuri

Con la scusa della ricerca scientifica (per i bambini, ovviamente) su malattie cerebrali (tra cui includono l’autismo, non paghi del fatto che la realtà mille volte li smentisce sulle origini genetiche del disturbo) stanno aprendo la via alla produzione di esseri umani sintetici, nemmeno più ottenuti artificialmente da gameti, ma – come dei Golem – suscitati dall’«argilla» delle cellule staminali.

Renovatio 21 pubblica questa notizia riprendendo la prestigiosa rivista scientifica Nature. Il tema degli organoidi e degli «umanoidi» da laboratorio (anche detti SHEEFS, cioè «Synthetic Human Entities with Embryo-like Features», cioè «entità umane sintetiche con caratteristiche simil-embrionali) sarà oggetto di ulteriori approfondimenti da parte di R21.

«Mini cervelli» cresciuti in vitro hanno prodotto spontaneamente per la prima volta onde cerebrali simili a quelle umane — e i pattern elettrici assomigliano a quelli osservati in neonati prematuri.

La tecnologia solleva anche questioni riguardanti l’etica di creare organi in miniatura che potrebbero sviluppare coscienza

Il progresso ha potuto aiutare gli scienziati a studiare lo sviluppo cerebrale precoce. La ricerca in questo ambito è stata lenta, in parte a causa della difficoltà ad ottenere campioni di tessuti fetali per analizzarli ed è praticamente impossibile esaminare un feto in utero. Molti ricercatori sono entusiasti riguardo le promesse di questi «organoidi» che, se cresciuti come colture 3D, possono sviluppare alcune strutture complesse osservate nei cervelli.  Ma la tecnologia solleva anche questioni riguardanti l’etica di creare organi in miniatura che potrebbero sviluppare coscienza.

Un team di ricercatori guidato dallo neuroscienziato Alysson Muotri dell’Università di California, San Diego, è riuscito a indurre cellule staminali umane a formare tessuti di corteccia cerebrale — un’area del cervello che controlla la cognizione e interpreta informazioni sensoriali. Essi hanno cresciuto centinaia di organoidi cerebrali in colture per 10 mesi e hanno testato cellule individuali per confermare che esse esprimessero la stessa collezione di geni osservati in cervelli in fase di sviluppo tipicamente umani. Il gruppo ha presentato il lavoro all’incontro «Society for Neuroscience» di San Diego in questi mesi.

Pattern sorprendenti

Un team di ricercatori dell’Università di San Diego, è riuscito a indurre cellule staminali umane a formare tessuti di corteccia cerebrale

Muotri e i suoi colleghi hanno registrato in maniera continua pattern elettrici o attività di elettroencefalogramma (EEG) attraverso la superficie dei minicervelli. Nel giro di sei mesi gli organoidi sparavano ad un tasso più elevato rispetto ad altri cervelli creati precedentemente, il che ha sorpreso il team.

I pattern dell’EEG sono stati inoltre inaspettati. In cervelli maturi i neuroni formano una rete sincronizzata che spara a ritmi prevedibili. Tuttavia gli organoidi dimostravano pattern EEG irregolari che assomigliavano ad esplosioni caotiche di attività elettrica vista in cervelli in fase di sviluppo. Quando i ricercatori hanno confrontato questi ritmi con gli EEG di neonati prematuri hanno scoperto che i pattern degli organoidi imitavano quelli di bambini nati a 25-39 settimane dal concepimento.

Gli organoidi non sono minimamente simili a reali cervelli umani, dice Muotri. Essi non contengono tutti i tipi di cellule trovate nella corteccia ed essi non si connettono ad altre regioni cerebrali.

Quando i ricercatori hanno confrontato questi ritmi con gli EEG di neonati prematuri hanno scoperto che i pattern degli organoidi imitavano quelli di bambini nati a 25-39 settimane dal concepimento

Tuttavia questo gruppo sta ora lavorando alla crescita di organoidi per un tempo più prolungato in modo da vedere se continueranno a maturare. I ricercatori inoltre stanno progettando di analizzare se queste strutture funzionano come una normale corteccia agganciandole ad organoidi che simulano altre parti del cervello o del corpo.

Confronto di onde cerebrali

«Questo è molto intrigante e sorprendente»,  dice Hongjun Song, un neuroscienziato dell’età evolutiva all’Università di Pennsylvania a Philadelphia. Nonostante il lavoro sia preliminare, aggiunge, la somiglianza ai pattern EEG di neonati pretermine suggerisce che gli organoidi potrebbero alla fine essere utili per studiare disordini dello sviluppo cerebrale come l’epilessia o l’autismo. Song pensa anche che studiare come i pattern EEG danno origine ad un organoide potrebbe sostanzialmente aiutare i ricercatori a comprendere come i ritmi EEG possano emergere in un cervello umano in fase di sviluppo.

Tuttavia non tutti sono d’accordo. Il solo fatto che le onde cerebrali assomiglino a quelle nei neonati prematuri non significa che esse facciano la stessa cosa, dice Sampsa Vanhatalo, un neuropsicologo dell’Università di Helsinki che ha sviluppato una banca dati di EEG infantili a cui ha attinto Muotri nel confronto delle misurazioni dei suoi organoidi.

Provare che essi siano identici sarà difficile dato che i ricercatori sanno così poco sulle connessioni cerebrali di neonati, dice Arnold Kriegstein, un neurologo dell’Università della California, San Francisco. Gli organoidi potrebbero essere sprovvisti di componenti chiave che guidano i pattern EEG di veri cervelli, aggiunge.

«Più si avvicinano ai neonati prematuri e più dovrebbero preoccuparsi».

Origine della coscienza

Ciononostantem il progetto solleva questioni etiche riguardanti il fatto se gli organoidi possano sviluppare coscienza, dice il neuroscienziato Christof Koch, presidente e capo ufficiale scientifico dell’Allen Institute for Brain Science  a Seattle, Washington. «Più si avvicinano ai neonati prematuri e più dovrebbero preoccuparsi».

Egli tuttavia riconosce che potrebbe essere difficile sapere quando un organoide è cosciente dato che i ricercatori non concordano nemmeno su come misurare la coscienza negli adulti oppure su quando essa appare nei bambini.

Muotri dice che considererebbe la sospensione del progetto nel momento in cui ci fosse evidenza che gli organoidi fossero diventati autocoscienti ma al momento essi sono molto primitivi. «È una zona molto grigia in questo stadio e non penso che qualcuno abbia una chiara visione del potenziale di questa cosa».

[Dottoressa, Renovatio 21 ce la ha]