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.