La funzione cerebrale perduta con l’invecchiamento o a causa di lesioni e malattie degenerative, potrebbe essere rigenerata con delle cellule coltivate in vitro. Questa interessante prospettiva emerge da due studi, pubblicati entrambi sulla rivista Cell, condotti da due gruppi di ricerca indipendenti, della Columbia University di New York e del Southwestern Medical Center presso l’Università del Texas. I ricercatori hanno utilizzato un modello murino per valutare un approccio innovativo basato sulla coltivazione di cellule staminali prelevate da un’altra specie di roditori. Uno dei due team, guidato da Kristin Baldwin, ha rigenerato con successo i percorsi neurali olfattivi degli animali. “Questo lavoro – commenta Baldwin – mostra la potenziale flessibilita’ del cervello nell’uso di circuiti neurali sintetici per ripristinare le funzioni cerebrali”. Gli scienziati hanno silenziato i neuroni sensoriali olfattivi dei modelli murini, simulando diverse malattie degenerative, per poi iniettare cellule staminali di ratto negli embrioni di topo. Evolutesi indipendentemente per circa 20-30 milioni di anni, le due specie di roditori sono ormai considerate distinte per diversi aspetti. “Il trattamento era in grado di ripristinare i circuiti neurali danneggiati- continua Baldwin – abbiamo osservato delle differenze tra i modelli di malattia, il che e’ molto importante per identificare i meccanismi che potrebbero aiutare a ripristinare le funzioni cerebrali. Nell’ambito di alcune sperimentazioni cliniche, ai pazienti con la malattia di Parkinson o l’epilessia vengono trapiantati neuroni derivati da cellule staminali. Non sappiamo quanto questo approccio possa essere efficace, principalmente a causa dei diversi background genetici tra il paziente e le cellule trapiantate. Il nostro lavoro fornisce un sistema di valutazione delle possibilità di complementazione cerebrale”. Il secondo gruppo di ricerca, guidato da Jun Wu, ha sviluppato una piattaforma basata sullo strumento di modifica genetica CRISPR per identificare in modo efficiente i geni che guidano lo sviluppo di tessuti specifici.
La piattaforma e’ stata testata silenziando uno dei geni necessari per la formazione del prosencefalo nei topi e poi ripristinando il tessuto utilizzando cellule staminali di ratto. Ricerche precedenti avevano dimostrato la possibilità di sostituire il pancreas di topi utilizzando cellule staminali di ratto attraverso un processo chiamato complementazione della blastocisti. Ora, per la prima volta, gli scienziati hanno replicato il successo con le cellule cerebrali. “Essere in grado di generare tessuti cerebrali da una specie all’interno di un’altra – sottolinea Wu – puo’ aiutarci a comprendere lo sviluppo e l’evoluzione del cervello in animali diversi”. Il team ha valutato sette geni. Gli studiosi hanno quindi scoperto che eliminando il gene Hesx1 i topolini nascevano senza il cervello anteriore. Successivamente, gli esperti hanno iniettato cellule staminali di ratto nelle blastocisti di topi geneticamente modificati. Questo approccio ha favorito lo sviluppo del prosencefalo, che presentava neuroni in grado di trasmettere segnali. Non e’ stata valutata la possibilita’ che si manifestassero alterazioni nel comportamento degli animali. “A primo impatto – riporta Wu – non abbiamo notato differenze, ma sarà necessario eseguire dei test comportamentali”. Sebbene la complementazione della blastocisti sia ancora molto lontana dall’applicazione clinica negli esseri umani, questi studi suggeriscono che le cellule staminali di specie diverse possono sincronizzare lo sviluppo con il cervello dell’ospite. I ricercatori aggiungono poi che questo approccio puo’ essere utile anche per analizzare il cervello di esemplari non accessibili in laboratorio. “Ci sono oltre duemila specie di roditori al mondo – conclude Wu – molti di questi animali si comportano diversamente dai roditori che comunemente studiamo in laboratorio. La complementazione della blastocisti neurale interspecie puo’ potenzialmente aiutarci a capire come si sia evoluto l’organo cerebrale nei diversi animali”.