Le cellule staminali di topo possono auto-organizzarsi in ‘piccole banane’ senza testa.
Creare un piccolo essere da poche cellule annidate nell’utero della madre è complicato. Ma si è scoperto che un gruppo disorganizzato di cellule in vitro può, con pochissime istruzioni, eseguire parte di quel processo da sè.
Un nuovo studio suggerisce che tali gastruloidi — strutture 3D allungate costituite da sfere di cellule derivate da un embrione di topo — possono dare agli scienziati un nuovo modo di studiare lo sviluppo embrionale in laboratorio.
Gli scienziati hanno riportato nel 2014 che gruppi di circa 300 cellule staminali embrionali di topo si possano auto-organizzare in una forma allungata se tenuti in un liquido di coltura che favorisca la crescita, per poi essere esposti ad un composto che attiva un gene chiave dello sviluppo chiamato Wnt. Nel nuovo lavoro, condotto dagli stessi ricercatori, il biologo dello sviluppo Alfonso Martinez Arias dell’Università di Cambridge nel Regno Unito e i suoi collaboratori descrivono come diversi tipi di cellule che si sviluppano in queste gastruloidi si organizzino come un embrione, lungo gli assi che alla fine dividono il corpo in avanti e indietro, in alto e in basso, a destra e a sinistra.
“Formano una piccola banana o una piccola zucchina”, dice Denis Duboule, genetista dell’Università di Ginevra e del Politecnico federale svizzero di Losanna, Svizzera, co-autore del nuovo articolo. “Ci si aspetterebbe di avere una sorta di pasticcio, una sorta di tumore, e invece no: si ottiene qualcosa di altamente organizzato”. E quando i ricercatori hanno analizzato i geni espressi nel tempo da diverse cellule in queste piccole gastruloidi, hanno scoperto che il modello era notevolmente simile a quello di un embrione di topo, hanno riportato su Nature.
Le gastruloidi sono ben lungi dall’essere un embrione, però. La differenza che sembra essere più importante: esse non sviluppano teste. Ma poiché è facile crearle in gran numero, potrebbero dare agli scienziati un nuovo modello per studiare la sequenza di cambiamenti genetici responsabili della crescita embrionale precoce.
Per ora, Duboule li sta usando per studiare gli effetti sullo sviluppo di mutazioni genetiche multiple che sono difficili da realizzare simultaneamente nei topi, anche con le moderne tecnologie di modifica genetica. È più interessato a testare l’effetto di mutazioni diverse in una famiglia di geni chiamata Hox, la cui attivazione temporalmente specificata, determina come si formano diversi tipi di vertebre nella colonna spinale.
“Si deve ancora vedere se lo stesso approccio creerà modelli utili a partire da cellule umane, che potrebbero rivelare quali passaggi di quell’elaborata formulazione genetica sono propri della nostra specie, e come i difetti genetici potrebbero mandarla fuori strada”.
Tradotto in Italiano. Articolo: sciencemag.org
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