Scienza: creato un organoide di cuore alle prime fasi di sviluppo

Un gruppo di ricercatori ha prodotto con successo un organoide a cuore di topo nelle sue prime fasi embrionali.

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Prodotto con successo un organoide a cuore di topo nelle sue prime fasi embrionali: il lavoro è stato opera dei ricercatori del laboratorio guidato da Matthias Lutolf dell’Ecole Polytechnique di Losanna (CH) guidati da Giuliana Rossi.

L’annuncio arriva dalla rivista Cell Stem Cell sulla quale sono stati pubblicati i risultati. I ricercatori hanno coltivato i loro organoidi da 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”, come hanno affermato i ricercatori nel giornale.

Le cellule staminali embrionali, poste in coltura cellulare in condizioni specifiche, formano un aggregato tridimensionale denominato “gastruloide”, che può seguire le fasi di sviluppo dell’embrione di topo. L’idea alla base di questo studio era che il gastruloide di topo può essere utilizzato per imitare le prime fasi dello sviluppo del cuore nell’embrione.

Questo è un uso piuttosto inesplorato degli organoidi, che vengono generalmente coltivati per imitare i tessuti e gli organi adulti. Ma ci sono tre caratteristiche dei gastruloidi di topo che li rendono un modello adatto per imitare lo sviluppo embrionale: stabiliscono un piano corporeo come embrioni reali e mostrano modelli di espressione genica simili. E quando si tratta del cuore, che è il primo organo a formarsi e funzionare nell’embrione, il gastruloide di topo preserva anche importanti interazioni tessuto-tessuto necessarie per farne crescere uno.

I ricercatori hanno esposto le cellule staminali embrionali di topo a un “cocktail” di tre fattori noti per promuovere la crescita del cuore. Dopo 168 ore, i gastruloidi risultanti 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. Ma ancora più importante, i ricercatori hanno scoperto che i gastruloidi hanno sviluppato quello che chiamano un “dominio a forma di mezzaluna cardiaca anteriore”.

Questa struttura ha prodotto un tessuto cardiaco pulsante, simile al cuore embrionale e, proprio come le cellule muscolari del cuore embrionale, anche il compartimento battente era sensibile agli ioni calcio. Il lavoro dei ricercatori apre una dimensione completamente nuova agli organoidi, e mostra che possono essere utilizzati anche per imitare le fasi di sviluppo 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”, afferma Giuliana Rossi. “Le cellule cardiache emergenti sono così esposte a un contesto simile a quello che incontrano nell’embrione”.