Ricercatori israeliani inventano un nuovo metodo per lo studio del cervello

Ricercatori israeliani inventano un nuovo metodo per lo studio del cervello

Ricercatori israeliani del Weizmann Institute of Science hanno inventato un metodo per riprodurre dei “micro-cervelli”, in modo da studiare il meccanismo che sta alla base del processo di formazione delle rughe e il loro legame con alcune malattie.

La maggior parte dei cervelli dei neonati, al momento della nascita, si presenta rugoso come una noce, in alcuni bambini invece appare come una “tabula rasa”. Questo difetto cerebrale prende il nome di sindrome del “cervello liscio” o “lissencefalia”, e comporta gravi carenze dello sviluppo e aspettative di vita decisamente ridotte.

I micro-cervelli sono stati ottenuti da delle cellule staminali embrionali, i cosiddetti organoidi, e cresciuti in laboratorio.

L’idea di coltivare gli organoidi arriva dalla professoressa Orly Reiner e dal suo team del Dipartimento di genetica molecolare del Weizmann Institute of Science, i quali sono impegnati, insieme ad altri laboratori, ad approfondire lo studio dello sviluppo del cervello.

Il dottor Eyal Karzbrun, membro del laboratorio della prof.ssa Reiner, nel corso della ricerca ha evidenziato che le dimensioni dei cervelli in miniatura non erano uniformi, vi era assenza ad esempio di vasi sanguigni e mancava un apporto costante di sostanze nutritive.

Di fronte a queste ed altre carenze, il dott. Karzbrun ha sviluppato un metodo innovativo che permette di seguire il processo di crescita degli ‘organoidi’ in tempo reale. Il nuovo metodo ha fatto crescere un organoide con una forma “cava”, cioè rotondo e piatto con uno spazio sottile nel mezzo, che consente di fornire sostanze nutritive a tutte le cellule. Grazie a questo sistema, a partire dalla seconda settimana di sviluppo del micro-cervello, le rughe iniziano a formarsi fino a divenire più profonde.

Al fine di concentrarsi sui componenti molecolari che controllano il processo di formazione delle rughe e quindi la comparsa di alcune malattie, il dottor Karzbrun, la prof.ssa Reiner e il team hanno sviluppato organoidi portatori di un gene LIS1 mutato, responsabile della lissencefalia.

Nel loro studio, pubblicato su Nature Physics, i ricercatori sostengono che gli organoidi con il gene mutato sono cresciuti fino alle stesse proporzioni del primo gruppo, ma hanno sviluppato poche pieghe e quelle che hanno sviluppato erano di forma molto diversa dalle normali rughe.

Lavorando sul presupposto che le differenze nelle proprietà fisiche della cellula fossero responsabili di queste variazioni, il gruppo, con l’aiuto del dottor Sidney Cohen del Dipartimento di Chemical Research Support del Weizmann, ha studiato le cellule dell’organoide con il microscopio a forza atomica e ha notato che, in merito all’elasticità, le cellule normali erano circa due volte più rigide di quelle mutate.

La prof.ssa Reiner afferma:

Adesso abbiamo una maggiore conoscenza di ciò che rende un cervello rugoso o, nel caso di quelli con un gene mutato, liscio. Abbiamo scoperto una differenza significativa nelle proprietà fisiche delle cellule dei due organoidi e differenze anche nelle loro proprietà biologiche. Non è un cervello vero, ma è un buon modello per il suo studio”.

I ricercatori intendono continuare a sviluppare e studiare i micro-cervelli, in quanto ritengono possa portare a nuove conoscenze su altri disturbi legati allo sviluppo del cervello, tra cui microcefalia, epilessia e schizofrenia.

RetweeTech