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Studiare le malattie neurodegenerative grazie ai “mini cervelli”

La ricerca "Murine Cerebral Organoids Develop Network of Functional Neurons and Hippocampal Brain Region Identity" del gruppo di Ilaria Decimo pubblicata su iScience

di Elisa Innocenti
29 Novembre 2021
in Ricerca e innovazione

Studiare malattie neurodegenerative e testare nuovi farmaci attraverso organoidi cerebrali. È questo l’obiettivo della ricerca del gruppo coordinato da Ilaria Decimo del dipartimento di Diagnostica e sanitò pubblica – sezione di farmacologia – e pubblicato sulla rivista interdisciplinare iScience.

“La ricerca, ambito del progetto europeo HERMES che ha come obiettivo più ampio quello di generare nuovi sistemi bioibridi (combinazione di componenti biologiche e artificiali) per la medicina rigenerativa delle patologie neurologiche – spiega Decimo – si basa sull’utilizzo di cellule staminali neuronali embrionali murine e sulla loro modulazione al fine di generare, in un solo mese, strutture tridimensionali organizzate che riproducono lo sviluppo cerebrale. Tali strutture, conosciute con il termine di “organoidi cerebrali” o “mini cervelli”, sono costituite da diversi tipi cellulari, tra cui cellule staminali, neuronali e gliali, che progressivamente si organizzano e maturano al fine di originare una struttura tridimensionale complessa che assomiglia a quella del cervello”.

Gli organoidi sono degli aggregati cellulari 3D disposti in una piastra da laboratorio, che assumono spontaneamente una precisa conformazione, finendo per assomigliare a degli organi in miniatura. Questo rende possibile avere informazioni sulle interazioni tra più tessuti e sullo sviluppo di vari organi, nonché studiare come gli organi vengono attaccati da alcune malattie e come rispondono a determinati farmaci, così da generare delle terapie mirate per ciascun paziente.

“Le cellule neuronali, elementi base del nostro sistema nervoso centrale, che si trovano all’interno e sulla superficie degli organoidi, sono funzionali, cioè sono in grado di generare segnali elettrici e di stabilire connessioni tra loro come avviene in un vero e proprio cervello. La metodologia che abbiamo messo a punto permette in poco tempo, un mese, di ottenere una grande quantità di “mini cervelli” con elevati livelli di riproducibilità – continua la ricercatrice – La rapidità di sviluppo in vitro degli organoidi murini, rispetto a quelli generati a partire da cellule di derivazione umana, permette di risparmiare sui costi di produzione e mantenimento necessari per attuare la ricerca. Inoltre, la riproducibilità e l’efficienza di produzione del modello pubblicato permetterebbero di ridurre il numero di animali usati nella ricerca scientifica in quanto da un unico animale è possibile generare 100/1000 organoidi”.

Il riconoscimento per la pubblicazione va a Francesca Ciarpella, Raluca Georgiana Zamfir, Alessandra Campanelli, Giulia Pedrotti, Emanuela Bottani, Andrea Borioli, Marzia Di Chio, Sissi Dolci, Giorgio Malpeli, Giovanni Malerba e Guido Fumagalli coordinati da Ilaria Decimo, con il coinvolgimento dell’università di Modena e Reggio Emilia, l’Istituto Italiano di Tecnologia, l’università finlandese Tampere university e l’università degli studi di Milano. La realizzazione della ricerca è stato finanziata dall’università di Verona, European Union project FETPROACT-2018-2020 HEREMES, la Fondazione Telethon–Italy, l’associazione italiana pazienti La Colonna e GALM e l’università degli studi di Milano.

 

 

 

 

 

 

 

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