Sono state riprodotte in laboratorio le cellule della corteccia cerebrale, incluse quelle della corteccia anteriore, responsabili dei movimenti dei muscoli. I neuroni di specifiche aree della corteccia sono stati creati in vitro, con gli stessi segnali chimici utilizzati dall’embrione. Sostituendo le cellule cerebrali morte con cellule cerebrali nervose prodotte in laboratorio si potrà dunque intervenire per la cura dell’ictus e il recupero completo della capacità motoria di braccia o gambe.
Un team di ricerca coordinato da Federico Cremisi del Laboratorio di Biologiadella Scuola Normale Superiore (Bio@SNS) e da Michèle Studer dell’Università francese di Nizza è riuscito a “pilotare” in laboratorio la trasformazione di cellule staminali embrionali di topo in cellule nervose tipiche di aree della corteccia cerebrale più anteriori, con funzione motoria, o più posteriori, a funzione sensoriale. Questa trasformazione, che in natura si svolge spontaneamente, ma di cui si ignoravano i meccanismi, adesso invece può essere “guidata” in laboratorio modulando la concentrazione del Fattore di Crescita dei Fibroblasti (FGF) all’interno della capsula petri di coltura delle cellule.
La ricerca è parte di un programma coordinato da Federico Cremisi finalizzato a riprodurre in vitro i differenti tipi di cellule nervose che costituiscono il nostro cervello: “a brain in a dish”.
Lo studio, i cui primi firmatari sono Marco Terrigno e Michele Bertacchi, rispettivamente allievo perfezionando e dottore di ricerca del dottorato in Neuroscienze della Scuola Normale Superiore, è pubblicato sulla rivista “Stem Cell Reports”.
La possibilità di ottenere un tipo specifico di cellule cerebrali nervose in una capsula Petri a partire da cellule embrionali staminali (ES) è da alcuni anni una delle mete più ambite della ricerca biomedica. Infatti, il tipo di cellula nervosa prodotta è essenziale per la sua integrazione ed il suo corretto funzionamento nella rete neuronale, sia in un cervello embrionale sia in esperimenti di trapianto cellulare. In questo studio i ricercatori hanno scoperto il segnale chimico (l’FGF) e il tempo di azione necessari affinché la trasformazione potesse avvenire, in modo da istruire le cellule nervose derivate dalle cellule ES a diventare specifici neuroni della corteccia cerebrale più anteriore o posteriore.
Inoltre i ricercatori hanno scoperto che un piccolo RNA di 22 basi, il microRNA miR-21, è il responsabile dell’azione del’FGF sui geni che determinano le regioni più anteriori o posteriori della corteccia cerebrale, introducendo un nuovo livello di regolazione dei geni che determinano l’identità della corteccia cerebrale.
I risultati ottenuti dal team di Federico Cremisi aprono le porte all’utilizzo delle colture cellulari per la produzione di tipi molto specifici di cellule nervose che potranno essere utilizzate in futuro in programmi di terapia cellulare del sistema nervoso, in screening di molecole per uso terapeutico e per studi sui meccanismi di patologie del sistema nervoso.
