Il futuro della ricerca: modelli cerebrali 3D per studiare il sistema nervoso e sviluppare delle cure per le malattie neurologiche

Sviluppati dei mini cervelli contenenti astrociti: sarà possibile creare circuiti neurali manipolabili per studiare la cura di alcune malattie neurologiche

ID Articolo: 150716 - Pubblicato il: 28 dicembre 2017
Il futuro della ricerca: modelli cerebrali 3D per studiare il sistema nervoso e sviluppare delle cure per le malattie neurologiche
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Il Houston Methodist Research Institute sta creando modelli cerebrali tridimensionali da cellule staminali umane che potrebbero aiutare i ricercatori a riparare il sistema nervoso in seguito a una malattia o a una lesione cerebrale.

 

Messaggio pubblicitario Il gruppo di ricerca del neuroscienziato Robert Krencik sta sviluppando un metodo per dare vita, in tempi sempre minori, a dei mini cervelli che offriranno la possibilità di analizzare gli effetti dei farmaci e studiare le cause delle malattie neurologiche.

Ciò avverrà finalmente in modo più rapido e in innovativo rispetto al passato.

Krencik ha affermato:

Ciò che facevamo in laboratorio non rispecchiava in modo preciso il funzionamento dei neuroni all’interno del cervello umano ma da quando abbiamo organizzato le cellule in modo sistematico, queste hanno cambiato radicalmente la loro morfologia, la loro forma e la loro dimensione. Ora sembrano cellule che si potrebbero osservare all’interno del cervello, abbiamo così la possibilità di studiarle in un ambiente molto più naturale – Il ricercatore continua – Normalmente la crescita di questi mini cervelli richiede mesi e anni per svilupparsi ma le nuove tecniche permettono di pre-maturare le cellule separatamente e successivamente combinarle tra loro, in questo modo già in poche settimane esse sono in grado di formare interazioni mature.

La scoperta appare di estrema importanza poiché normalmente le cellule fatte crescere in laboratorio nelle tradizionali colture vengono poste su una piastra e manipolate dagli scienziati che così facendo influenzano le loro naturali interazioni, ciò porta all’incapacità di riprodurre la crescita evolutiva delle cellule cerebrali ottenendo così cellule dall’aspetto semplicistico e immature. Nel cervello umano tuttavia queste cellule hanno un aspetto molto complesso e interagiscono in modo articolato tra loro e l’ambiente circostante, è per questa ragione che le nuove tecnologie focalizzate sui sistemi di coltura 3D appaiono così importanti.

Il laboratorio di Krencik si è concentrato su particolari tipi di cellule a forma di stella chiamate astrociti in quanto questi risultano svolgere un ruolo chiave nella connessione interneurale. Gli astrociti infatti influenzano la numerosità e la forza delle connessioni tra i neuroni all’interno del cervello e del midollo spinale e sono tra i fattori responsabili della maggior parte delle malattie neuronali.

Messaggio pubblicitario NETWORK CLINICA Il team americano è il primo a sviluppare modelli cerebrali contenenti astrociti che permettono una maturazione accelerata sia di quest’ultimi che dei neuroni ad essi circostanti. Il merito del neuroscienziato è quello di aver progettato per la prima volta questi mini cervelli bioingegnerizzati ed aver coniato il termine “asteroidi” per distinguerli da altri tipi di colture di sfere 3D conosciute come “organoidi”. Gli “asteroidi” di Krencik contengono specifiche popolazioni di astrociti mentre gli “organoidi” possiedono numeri e tipi indefiniti di cellule.

Utilizzando il nostro sistema, possiamo generare astrociti maturi e farli interagire intimamente con i neuroni in misura maggiore rispetto a prima – ha detto Krencik – A differenza di altre cellule nel cervello e nel resto del corpo, gli astrociti hanno proprietà uniche negli esseri umani: si ritiene che siano in parte responsabili delle funzioni cognitive e possano anche essere alla base di malattie umane quali l’Alzheimer e i disordini dello spettro autistico.

Il ricercatore intende utilizzare questi “asteroidi” per creare circuiti neurali funzionali che gli scienziati possano manipolare sperimentalmente al fine di sviluppare trattamenti di cura per le malattie. Krencik afferma di poter produrre cellule staminali pluripotenti indotte, comunemente definite cellule iPS (Induced Pluripotent Stem Cell), da qualsiasi malattia o paziente e quindi creare mini cervelli per studiare il processo patologico. L’obiettivo prefissato entro circa cinque anni è quello di utilizzare il modello ideato per condurre studi clinici che permettano di migliorare o rigenerare il sistema nervoso alterato dei pazienti.

 

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