Sviluppato un organoide a cuore di topo nelle prime fasi di sviluppo

Scienze

Il risultato, descritto sulla rivista Cell Stem Cell, apre la strada allo sviluppo di una nuova classe di organoidi, utili anche per imitare le fasi di sviluppo embrionale, oltre che il funzionamento di tessuti e organi adulti

Un team di ricercatori dell'Ecole Polytechnique di Losanna (CH) ha sviluppato in laboratorio un organoide a cuore di topo nelle sue prime fasi embrionali. Il risultato, descritto sulla rivista Cell Stem Cell, apre la strada allo sviluppo di una nuova classe di organoidi, utili anche per imitare le fasi di sviluppo embrionale, oltre che i tessuti e gli organi adulti. 

Per metterlo a punto, il team di ricerca, coordinato da Giuliana Rossi, del laboratorio di Lütolf, ha coltivato in laboratorio le cellule staminali embrionali di topo, che, nelle giuste condizioni, possono auto-organizzarsi in strutture che "imitano aspetti dell'architettura, della composizione cellulare e della funzione dei tessuti trovati negli organi reali”. Sono così riusciti a creare un aggregato tridimensionale chiamato "gastruloide", in grado di “guidare” le fasi di sviluppo dell'embrione di topo, cuore compreso.  

Lo studio nel dettaglio 

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Come spiegato dagli autori dello studio, generalmente gli organoidi vengono coltivati per imitare i tessuti e gli organi adulti e non per emulare lo sviluppo embrionale. Tuttavia, i gastruloidi di topo hanno 3 caratteristiche che li rendono particolarmente adatti per riuscire in questa impresa: “Stabiliscono un piano corporeo come embrioni reali, mostrano modelli di espressione genica simili, e presentano anche importanti interazioni tessuto-tessuto necessarie per far crescere un cuore, il primo organo a formarsi e funzionare nell'embrione”. 

Dopo aver creato il “gastruloide”, i ricercati hanno esposto le cellule staminali embrionali di topo a un "cocktail" di tre fattori in grado di favorire la crescita del cuore. 

Dopo 168 ore, sono arrivati i primi risultati: “I gastruloidi hanno mostrato segni di sviluppo cardiaco precoce: hanno espresso diversi geni che regolano lo sviluppo cardiovascolare nell'embrione e hanno persino generato quella che sembrava una rete vascolare”. Inoltre, i gastruloidi sono riusciti a sviluppare una particolare struttura, chiamata "dominio a forma di mezzaluna cardiaca anteriore”, che ha sviluppato un tessuto cardiaco pulsante, simile al cuore embrionale, sensibile agli ioni calcio, proprio come le cellule muscolari del cuore embrionale. 

"Uno dei vantaggi degli organoidi embrionali è che, attraverso il co-sviluppo di più tessuti, preservano le interazioni cruciali che sono necessarie per l'organogenesi embrionale", ha spiegato Giuliana Rossi. "Le cellule cardiache emergenti sono così esposte a un contesto simile a quello che incontrano nell'embrione".

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