Organoidi cerebrali prodotti in laboratorio sviluppano occhi rudimentali

Renovatio 21 traduce questo articolo di Bioedge.

La nuova tecnica delle cellule staminali per far crescere gli organoidi cerebrali sta producendo alcuni risultati inquietanti.

In uno studio su Cell Stem Cell, scienziati tedeschi hanno utilizzato cellule staminali pluripotenti indotte umane (iPSC) per creare organoidi cerebrali con una struttura oculare chiamata coppa ottica.

Gli organoidi hanno sviluppato spontaneamente coppe ottiche bilateralmente simmetriche dalla parte anteriore della regione simile al cervello, dimostrando l’intrinseca capacità di auto-modellazione delle iPSC in un processo biologico altamente complesso.

«Il nostro lavoro mette in evidenza la notevole capacità degli organoidi cerebrali di generare strutture sensoriali primitive che sono sensibili alla luce e ospitano tipi di cellule simili a quelle che si trovano nel corpo», afferma Jay Gopalakrishnan dell’ospedale universitario di Düsseldorf.

«Questi organoidi possono aiutare a studiare le interazioni cervello-occhio durante lo sviluppo dell’embrione, modellare i disturbi retinici congeniti e generare tipi di cellule retiniche specifici del paziente per test farmacologici personalizzati e terapie di trapianto».

Gli organoidi del cervello umano hanno formato coppe ottiche, che sono apparsi già 30 giorni e sono maturati come strutture visibili entro 50 giorni. Questo lasso di tempo è parallelo a quello dello sviluppo retinico nell’embrione umano e potrebbe rendere più efficienti alcuni tipi di esperimenti di neurobiologia dello sviluppo.

Attraverso 16 lotti indipendenti da quattro donatori iPSC, i ricercatori hanno generato 314 organoidi cerebrali, il 72% dei quali formava coppe ottiche, dimostrando che il metodo è riproducibile.

Queste strutture contenevano diversi tipi di cellule retiniche, che formavano reti neuronali elettricamente attive che rispondevano alla luce. Gli organoidi cerebrali della coppa ottica contenevano anche cristallino e tessuto corneale e mostravano connettività retinica alle regioni del cervello.

«Nel cervello dei mammiferi, le fibre nervose delle cellule gangliari della retina si estendono per connettersi con i loro bersagli cerebrali, un aspetto che non è mai stato mostrato prima in un sistema in vitro», afferma Gopalakrishnan.

Negli studi futuri, hanno in programma di sviluppare strategie per mantenere vitali le coppe ottiche per lunghi periodi di tempo, utilizzandole per studiare i meccanismi che causano i disturbi della retina.

Scrivendo su The Niche, un ben informato commentatore sulla ricerca sulle cellule staminali, Paul Knoepfler, della UC Davis School of Medicine, si chiede se dovrebbero esserci limiti alla crescita di strutture simili agli embrioni che stanno diventando sempre più complesse.

Ha due opinioni:

«Per quanto riguarda i modelli di embrioni umani che stanno iniziando ad essere così simili agli embrioni umani reali, penso che i limiti abbiano senso. Per gli organoidi del cervello umano non tanto. Queste strutture sono abbastanza lontane dai veri cervelli umani e i rapporti sull’attività neurale in esse non mostrano nulla di simile a una funzione coerente su una base coerente».

Michael Cook

Direttore di Bioedge

Immagine © Elke Gabriel / CC BY-NC-SA