Nuovo design per il modello 3D degli organoidi cerebrali. A realizzarlo i ricercatori dell’Università Milano Bicocca, di Human Technopole Di Milano guidato dal professor Giuseppe Testa, e dell’Istituto di Biotecnologia Molecolare dell’Accademia Austriaca di Scienza di Vienna (IMBA) diretto dal professor Jurgen Knoblich . La novità del prototipo, appena presentato su Nature Methods sta essenzialmente nella sua forma e dalle molecole di segnalazione.
Organoidi in 3D: dalla forma sferica alla forma ovoidale
Le tecnologie organoidi inizialmente sviluppate erano modelli tridimensionali derivati da cellule staminali pluripotenti. Questi organoidi fino ad oggi sono sempre stati ampiamente utilizzati in tutto il mondo per studiare lo sviluppo del cervello umano e per conoscere l’origine delle malattie del cervello. La loro forma sferica e omogenea ricordava palloni di calcio in miniatura. Questa struttura però si è rivelata molto differente dalla corteccia umana oblunga e strutturata in una mappa domini distinti, andando dalla parte frontale a quella più posteriore. Una diversità che ha spinto i ricercatori a sviluppare un organoide 3D con una forma allungata, organizzata in domini distinti lungo l’asse longitudinale, in modo analogo alla polarità della corteccia.
Le molecole di segnalazione dei nuovi organoidi 3D
Il secondo elemento distintivo dei nuovi organoidi sta nelle molecole di segnalazione, i cosiddetti morfogeni che modellano la mappa del cervello in formazione. Con questo nuovo metodo, dunque, i ricercatori hanno progettato prima gli organoidi allungati utilizzando stampi appositamente disegnati da studiosi dell’Università di Parigi e dall’Istituto Curie, poi hanno aggiunto una fonte di un morfogeno chiamato FGF8. Questa singola fonte di morfogeno, posizionata asimmetricamente, è sufficiente a creare cellule con identità distinte lungo l’asse longitudinale di un singolo organoide allungato.
Una mappa riproduce gli stadi precoci di sviluppo della corteccia umana
«In questo modo si forma una mappa simile a quella della corteccia umana negli stadi precoci di sviluppo – spiega la dottoressa Veronica Krenn, uno dei principali autori dello studio e titolare della borsa di studio Human Technopole Early Career presso Milano-Bicocca -. Questi organoidi polarizzati rappresentano un importante passo avanti nella riproduzione in laboratorio delle prime fasi alla base dello sviluppo della corteccia». Questo permetterà dunque agli scienziati di avere uno sguardo più approfondito sullo sviluppo e sui disturbi del cervello specifici dell’uomo, in particolare quelli che hanno radici nelle fasi precoci di sviluppo come l’autismo.
