Il cervello umano è estremamente complesso, quindi per capirlo meglio, gli scienziati ne hanno realizzato versioni in miniatura in laboratorio.

Per farlo, vengono prelevate cellule della pelle da donatori adulti, che vengono riconvertite in cellule staminali, poste in una coltura che imita l’ambiente di un cervello in via di sviluppo e incoraggiate a formare cellule cerebrali diverse. Il risultato finale è un modello cerebrale tridimensionale delle dimensioni di un pisello che può essere utilizzato per studiare lo sviluppo, le malattie e gli effetti dei farmaci.

Il team dell’Ospedale Universitario di Dusseldorf ha fatto un ulteriore passo avanti sviluppando organoidi cerebrali completi di coppe ottiche, strutture visive che si trovano nell’occhio dove il nervo ottico incontra la retina. Le coppe ottiche sono cresciute simmetricamente nella parte anteriore del mini-cervello, dando all’organoide un aspetto sorprendente.

Ma soprattutto, questi “micro occhi” sono funzionanti! Al loro interno c’è tutta una vasta gamma di tipi di cellule retiniche che formano reti neuronali capaci di rispondere alla luce inviando segnali al cervello. Si è persino formato il tessuto del cristallino e della cornea.

Utilizzando cellule staminali di quattro donatori, il team ha prodotto 314 organoidi cerebrali in 16 lotti, di cui circa il 72% ha formato coppe ottiche. Queste strutture hanno iniziato ad apparire entro 30 giorni e sono maturate entro 50 giorni, un periodo di tempo simile a quello in cui gli embrioni umani sviluppano la retina. Lo studio mostra che la tecnica è riproducibile, anche se servirà altro lavoro per mantenere le coppe ottiche vitali più a lungo e poterle utilizzare per lo studio.

Questa ricerca evidenzia la notevole capacità degli organoidi cerebrali di generare strutture sensoriali primitive sensibili alla luce, che ospitano tipi di cellule simili a quelle nel nostro corpo. Questi organoidi potranno aiutare a studiare le interazioni cervello-occhio durante lo sviluppo dell’embrione. Inoltre, potranno simulare i disturbi retinici congeniti e generare tipi di cellule retiniche specifiche per test farmacologici personalizzati e trapianti.

Le potenzialità di questa scoperta sono enormi e potrebbero portare alla soluzione che ancora tanti pazienti stanno aspettando.

Fonte: Hsih-Yin Tan ,Hansang Cho Luke P. Lee , (2021) “Human mini-brain models”, Nature Biomedical Engineering