Gli scienziati coltivano cellule cerebrali umane nei topi per studiare le malattie

Gli scienziati hanno impiantato cellule cerebrali umane nel cervello di giovani topi, dove le cellule sono cresciute e hanno formato connessioni.

Fa parte di uno sforzo per studiare meglio l’evoluzione del cervello umano e le malattie che colpiscono questi organi più complessi, rendendoci chi siamo ma avvolti nel mistero.

“È possibile che molti disturbi come l’autismo e la schizofrenia siano unicamente umani”, ha affermato il dottor Sergio Pasca, autore senior di uno studio che descrive il lavoro, pubblicato mercoledì sulla rivista Nature.

I metodi che non comportano la rimozione di tessuto dal cervello umano sono “modi promettenti per provare a trattare queste condizioni”.

La ricerca si basa sul lavoro del team precedente Creando ‘organelli’ nel cervello, minuscole strutture che ricordano gli organi umani che sono fatte anche per rappresentare gli altri Come il fegato, i reni, la prostata o le sue parti principali.

Per creare organelli cerebrali, gli scienziati della Stanford University hanno trasformato le cellule della pelle umana in cellule staminali e poi le hanno persuase a diventare diversi tipi di cellule cerebrali. Queste cellule poi si moltiplicano per formare organelli che ricordano la corteccia cerebrale, lo strato più esterno del cervello umano, che svolge un ruolo chiave in cose come la memoria, il pensiero, l’apprendimento, il ragionamento e le emozioni.

Gli scienziati hanno trapiantato questi organelli nei cuccioli di ratto di due o tre giorni di età, una fase in cui le connessioni cerebrali si stanno ancora formando. Gli organelli sono cresciuti in modo tale che alla fine hanno occupato un terzo dell’emisfero del cervello di ratto dove sono stati trapiantati. I neuroni degli organelli formavano connessioni funzionanti con i circuiti nel cervello.

I neuroni umani sono stati trapiantati in roditori in precedenza, ma generalmente in animali adulti, di solito topi. Questa è la prima volta che questi organelli sono stati collocati nel cervello dei primi topi, ha detto Pasca, professore di psichiatria alla Stanford School of Medicine, creando “i circuiti cerebrali umani più avanzati mai costruiti da cellule della pelle umana e dimostrando che trapiantati umani i neuroni possono influenzare il comportamento degli animali.

Per esaminare l’uso pratico di questo approccio, gli scienziati hanno impiantato organoidi in entrambi i lati del cervello del topo: uno dalle cellule di una persona sana e l’altro dalle cellule di qualcuno con la sindrome di Timoteo, una rara condizione genetica legata a problemi cardiaci e spettro autistico disturbo.

Dopo cinque o sei mesi, hanno visto gli effetti della malattia legati all’attività dei neuroni. C’erano differenze nell’attività elettrica dei due lati e i neuroni della persona con sindrome di Timothy erano molto più piccoli e non germogliavano come molte estensioni che raccolgono input dai neuroni vicini.

I ricercatori, il cui studio è stato finanziato in parte dal National Institutes of Health, hanno affermato che potrebbero condurre lo stesso tipo di esperimenti utilizzando organoidi ricavati da cellule di persone con disturbi come l’autismo o la schizofrenia e potenzialmente imparare nuove cose su come queste condizioni influenzano il corpo. . anche il cervello.

La dott.ssa Flora Vaccarino dell’Università di Yale – che in precedenza ha coltivato grumi contenenti corteccia cerebrale fatta di DNA da persone con autismo – ha affermato che lo studio fa avanzare il campo.

“È davvero impressionante quello che stanno facendo qui in termini di ciò che queste cellule possono davvero mostrarci in termini di sviluppo avanzato … nei topi”, ha detto Vacarino, che non è stato coinvolto nello studio.

Tale sperimentazione animale solleva preoccupazioni etiche. Ad esempio, Pasca ha detto che lui e il suo team sono consapevoli del benessere dei topi e se si comportano ancora normalmente con gli organelli al loro interno, cosa che dice di fare. Tuttavia, Pasca non pensa che questo dovrebbe essere sperimentato nei primati. Gli esperti di etica mettono anche in dubbio la possibilità che i futuri organoidi cerebrali raggiungano qualcosa di simile alla coscienza umana, cosa che secondo gli esperti è ora altamente improbabile.

Alcuni scienziati stanno studiando organoidi del cervello umano al di fuori degli animali. Ad esempio, i ricercatori dell’ETH di Zurigo in Svizzera hanno pubblicato un file Studia in natura All’inizio di questo mese, hanno descritto come fanno crescere tessuto simile al cervello dalle cellule staminali in laboratorio e quindi mappano i tipi di cellule in diverse regioni del cervello e i geni che regolano la loro crescita. Alcuni usano queste strutture per studiare l’autismo.

Pasca ha affermato che gli organelli cerebrali potrebbero essere utilizzati anche per testare nuovi trattamenti per i disturbi neuropsichiatrici, la principale causa di disabilità in tutto il mondo. Tale ricerca, ha detto, dovrebbe aiutare gli scienziati a compiere passi che finora sono stati così difficili perché è così difficile entrare nel cervello umano, che è “il motivo per cui siamo così indietro in psichiatria rispetto a qualsiasi altro ramo della psichiatria .La medicina in termini di cure” .

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