Un mini cervello umano creato in laboratorio si è collegato ad un midollo spinale per la prima volta.

Un mini-cervello creato in laboratorio da ricercatori del Laboratorio del Consiglio di ricerca medica di Biologia Molecolare e dell’Università di Cambridge (Regno Unito) si è collegato a un midollo spinale da solo.

Questa è la prima volta che un organoide fa questo. Il cervello miniaturizzato è stato anche il primo a iniziare il movimento muscolare nella storia.

Avanzamenti

Gli scienziati hanno coltivato cervelli miniaturizzati in laboratorio per alcuni anni. L’ultimo studio, tuttavia, rappresenta il più sofisticato mai creato.

Composto di circa due milioni di neuroni organizzati, l’organoide è simile al cervello fetale umano tra le 12 e 13 settimane. In questa fase, non è abbastanza complesso per avere pensieri, sentimenti o coscienza, ma non è nemmeno totalmente inerte.

Collocata accanto a un pezzo di midollo spinale del topo e a un pezzo di tessuto muscolare del topo, questa “bolla di cellule cerebrali umane a forma di pisello” inviava i suoi lunghi tentacoli per “controllare” i vicini.

Usando microscopia dal vivo a lungo termine, i ricercatori sono stati in grado di osservare come il mini-cervello si è collegato spontaneamente al midollo spinale e al tessuto muscolare nelle vicinanze.

Organoide in movimento

Secondo i ricercatori, dopo due o tre settimane di coltura congiunta, si potevano vedere densi assoni organoidi che innervavano il midollo spinale del topo, e le sinapsi erano visibili tra gli assoni umani proiettati nei neuroni del midollo spinale dell’animale.

Oltre al movimento, i mini-cervelli erano anche i primi campioni a iniziare il movimento dei muscoli, proprio come fanno i neuroni motori nel nostro stesso cervello.

Gli scienziati hanno osservato contrazioni muscolari visibili e controllate. Inoltre, stimolando brevemente uno dei settori degli assoni, il team è stato in grado di provocare una contrazione muscolare robusta e organizzata.

L’immagine dal vivo del tessuto muscolare del ratto ha rivelato contrazioni periodiche irregolari e sporadiche:

Ostacoli

Gli organoidi cerebrali sono alcuni dei migliori strumenti che gli scienziati hanno per comprendere lo sviluppo del cervello e le malattie che colpiscono il cervello umano, ma coltivarli oltre un certo stadio è una sfida.

Oggi, la maggior parte degli organoidi del cervello sono creati da cellule staminali umane, che si organizzano spontaneamente nelle strutture e negli strati necessari per lo sviluppo iniziale del cervello.

Il problema è che quando questo “grumo di cellule” raggiunge una certa dimensione, il mezzo è privo di sostanze nutritive e ossigeno e cessa di diventare utile.

Le recenti ricerche sono uno dei primi a superare questo limite. Affettando l’organoide e mettendolo in una membrana porosa, i ricercatori hanno assicurato che i loro minicervelli potrebbero utilizzare contemporaneamente l’aria sopra e sotto e assorbire le sostanze nutritive, stare in salute dopo un anno nelle loro capsule di Petri.

Applicazioni

Sebbene questi mini-cervelli siano più sofisticati di quelli precedenti, sono ancora estremamente piccoli e lontani dalla piena complessità delle loro controparti umane naturali.

Tuttavia, i ricercatori sono fiduciosi che il successo del  nuovo approccio ci permetterà di modellare le malattie del cervello in modo più dettagliato rispetto al passato.

“Per esempio,   apre la porta per lo studio del corpo calloso neurologico , gli squilibri sui circuiti neuronali visti in epilessia e altri difetti cui la connettività gioca un ruolo, come in autismo e schizofrenia,” ha scritto in un articolo.

Il testo è stato pubblicato sulla rivista Nature Neuroscience. [ ScienceAlert ]

Fonte: hypescience.com 

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