Da coltura di staminali a corteccia del cervelletto
Ricercatori giapponesi hanno scoperto la “ricetta” dei fattori di crescita che a partire dalle staminali embrionali permette di ottenere una coltura di differenti tipi di neuroni che si auto-organizzano nella complessa struttura a più strati tipica della corteccia del cervelletto.
E' possibile indurre le cellule staminali embrionali umane a differenziarsi in neuroni che si autorganizzano in una struttura tridimensionale che riproduce quella del cervelletto. A dimostrarlo è un gruppo di ricercatori del RIKEN Center for Developmental Biology a Kobe, in Giappone, che illustrano la metodologia usata in un articolo pubblicato su “Cell Reports”.
Da coltura di staminali a corteccia del cervelletto Microfotografia di cellula di Purkinje. (Cortesia RIKEN)
Se la differenziazione delle staminali embrionali può essere ormai considerata una procedura di routine, riuscire a far sì che queste colture cellulari formino strutture tridimensionali in grado di integrarsi in modo funzionalmente efficace con quelle di un organismo vivente è invece un passo difficile, ma essenziale per trasferire in ambito clinico le potenzialità offerte dalle staminali.
Questo problema è ancora più rilevante quando le strutture da riprodurre sono quelle del sistema nevoso, che richiedono la differenziazione in vari tipi di neuroni e la creazione di collegamenti secondo l'organizzazione specifica della struttura su cui si vuole intervenire.
La corteccia cerebellare ha una struttura molto complessa, dato che presiede a una molteplicità di funzioni: dal controllo della postura all'apprendimento e coordinamento dei movimenti al controllo della tempistica con cui questi devono sussegguirsi in un'azione complessa. In linea generale, comunque, questa corteccia è costituita da tre strati sovrapposti di neuroni di tipo differente: lo strato delle cellule a canestro, quello delle cellule di Purkinje e il cosiddetto strato dei granuli formato da cellule di Golgi.
Keiko Muguruma e colleghi sono riusciti a definire nel dettaglio la sequenza dell'immissione nelle colture di staminali embrionali delle molecole di segnalazione che permetto di indurle a differenziarsi in neuroni cerebellari funzionanti capaci di auto-organizzarsi per formare la corretta struttura multistrato del cervelletto.
Schema della procedura di differenziazione e organizzazione delle staminali in corteccia cerebellare. (Cortesia Keiko Muguruma et al,/RIKEN/Cell Reports)
Più specificamente, i ricercatori hanno scoperto che, se l'immissione nelle colture di staminali del fattore di crescita dei fibroblasti 2 (FGF2) porta al loro differenziamento iniziale in neuroni, la successiva somministrazione di un altro fattore di crescita (FGF19) determina un loro ulteriore differenziamento con i diversi tipi di neuroni correttamente disposti lungo uno degli assi spaziali. Infine un terzo fattore di crescita (SDF1), immesso nella coltura al momento opportuno, fa sì che le cellule assumano la definitiva struttura multistrato della corteccia cerebellare.
Tratto da: Le Scienze, 03 febbraio 2015