Embrione di topo creato in laboratorio con staminali cresce e sviluppa vari organi

Cuore di topo creato con staminali (credito: University of Virginia Health System)

È il modello in vitro di un mammifero più sofisticato mai realizzato quello descritto in un nuovo articolo sul sito della Scuola di Medicina dell’Università della Virginia. Come spiega l’articolo, i ricercatori sono riusciti a creare un minuscolo embrione di topo partendo da cellule staminali e la cosa incredibile è che questo embrione sta cominciando a svilupparsi. Ha un piccolo cuore che batte, dei piccoli muscoli che si sono appena formati così come piccoli vasi sanguigni, l’intestino, il sistema nervoso e altri organi ancora.
Questo notevole passo avanti nell’utilizzo delle cellule staminali per ricreare organoidi in laboratorio potrebbe essere di grande aiuto per lo sviluppo di tessuti ed organi artificiali e, in una visione più a lungo termine e anche un po’più futuristica, ma per nulla remota, potrebbe rappresentare un passo fondamentale in quel percorso che potrebbe portare alla creazione di organi artificiali per i trapianti umani.

Cellule staminali avviano da sole sviluppo embrionale

Quel che hanno fatto i ricercatori, come spiega Christine Thisse, ricercatrice del Dipartimento di Biologia Cellulare, è stato escogitare un metodo per far sì che gli aggregati di cellule staminali avviassero da soli lo sviluppo embrionale. Così facendo i ricercatori si sono accorti che questi aggregati in realtà si sviluppano così come fanno i veri embrioni di topo, con i medesimi passaggi, uno per uno.
Naturalmente lo sviluppo ad un certo punto si fermerà anche perché mancano parti ed organi comunque fondamentali, in primis il cervello, e non nascerà un vero topolino ma ciò non rende questo progetto meno interessante anche perché, con questo metodo, si può ottenere in laboratorio tutta una varietà di tessuti di un embrione autentico di topo.

E se fosse possibile anche per gli umani?

Immaginate se una cosa del genere potesse essere fatta anche per gli umani: si potrebbero far crescere in laboratorio veri organi (e non solo organoidi) i quali potrebbero essere usati per trapianti o anche solo per simulare e dunque analizzare molto più efficientemente e in laboratorio le varie patologie di un determinato organo.
Ad oggi gli scienziati sono riusciti a ricreare al massimo i cosiddetti “organoidi”, ossia riproduzioni cellulari in vetro di organi, anche umani. Tuttavia un vero organo è molto complesso ed è caratterizzato dalla presenza di molte componenti tra cui le cellule dei muscoli, quella di vasi sanguigni, quella dei nervi, eccetera, tutti tessuti fondamentali per il funzionamento dell’organo.

L’unico metodo per creare veri organi è partire dal principio e lasciar fare

Secondo quanto spiega Bernard Thisse, altro autore dello studio, l’unico modo per ricreare in laboratorio tutta questa varietà di cellule è sviluppare un sistema in cui già dall’inizio sono presenti le cellule precursori che poi si svilupperanno nei suddetti tessuti.
Ed è proprio quello che hanno fatto gli scienziati che hanno realizzato questo studio: hanno realizzato il primo embrione in vetro di un mammifero con tanti tessuti diversi partendo da cellule staminali. I vari gruppi di cellule staminali, infatti, si trasformano poi nei vari organi o tessuti, come il cuore, il cervello, le ossa, i nervi, eccetera.

Un giorno sarà possibile ricostruire organi umani sostitutivi in un piatto

Nel modello sviluppato in laboratorio dagli scienziati si sono sviluppati il tratto digestivo, il cuore e un primitivo sistema nervoso con tanto di tubo neurale.
“Questo modello murino in vitro dimostra che siamo in grado di indurre le cellule a eseguire programmi di sviluppo complessi nella giusta successione di passaggi. Avere tutta la varietà di tessuti realizzati ci permette di sperare che la comunità scientifica sarà in grado di costruire organi con una corretta vascolarizzazione, innervazione e interazioni con altri tessuti”, spiega Christine Thisse. “Questo è essenziale per essere in grado un giorno di produrre organi umani sostitutivi funzionali in un piatto. Ciò supererebbe la carenza di organi per i trapianti”.

Note e approfondimenti

  1. In a Dish, a Mouse, Crafted From Stem Cells, Begins to Form (IA)
  2. Construction of a mammalian embryo model from stem cells organized by a morphogen signalling centre | Nature Communications (IA) (DOI: 10.1038/s41467-021-23653-4)

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