Coltivare un cervello in laboratorio: ci siamo quasi, ma non ancora

Devo raccontarvi una cosa che mi ha davvero lasciato a bocca aperta questa settimana. Non riesco a smettere di pensarci.

Degli scienziati hanno fatto crescere un cervello. Non uno completo, attenzione — solo lo strato esterno, la corteccia cerebrale, che è un po' il centro di comando del cervello. Ma comunque. L'hanno fatto crescere in una piastra di coltura partendo da cellule staminali di topo, e adesso lo stanno confrontando con l'originale per capire cosa rende lo sviluppo cerebrale così incredibilmente preciso.

La ricerca arriva dall'Istituto di Scienza e Tecnologia dell'Austria, e onestamente i risultati sono tanto emozionanti quanto umilianti.

Cosa hanno creato, esattamente?

Immaginate un organoide come una versione minuscola e semplificata di un organo — un mini organo che cresce in laboratorio. I ricercatori hanno preso cellule staminali embrionali di topo (cellule straordinarie che possono diventare qualsiasi tipo cellulare del corpo) e le hanno convinte a trasformarsi in cellule cerebrali. Neuroni, cellule gliali, tutto il roster della corteccia.

L'obiettivo non è creare un mini-cervello che pensi e provi emozioni (togliamoci subito quest'idea dalla testa). I scienziati vogliono usare questi organoidi per studiare lo sviluppo cerebrale e capire cosa va storto in disturbi dello sviluppo come la microcefalia (quando il cervello è insolitamente piccolo) o la macrocefalia (quando è troppo grande).

Qui viene il bello

Quando i ricercatori hanno confrontato la loro corteccia cresciuta in laboratorio con un cervello di topo in via di sviluppo reale, hanno scoperto qualcosa di piuttosto rivelatore.

L'organoide produceva i tipi giusti di cellule. I neuroni sono apparsi. Le cellule gliali sono arrivate al momento corretto. Complimenti alla scienza!

Ma la tempistica era completamente sbagliata. In un cervello vero, lo sviluppo segue una sequenza rigida, quasi coreografata. Le cellule staminali si moltiplicano, poi iniziano a produrre neuroni in un ordine specifico, e solo dopo le cellule gliali si uniscono alla festa. È bellamente lineare.

Nell'organoide? Diciamo che le cellule sono arrivate alla festa ma non hanno trovato il programma.

Il pezzo mancante

I ricercatori, guidati da Simon Hippenmeyer, pensano di sapere cosa sta succedendo. Esiste qualcosa chiamato "nicchia delle cellule staminali" — fondamentalmente, tutto ciò che circonda una cellula staminale in un organismo vivente. Le cellule vicine, i vasi sanguigni, le molecole segnalatrici, i fattori di crescita, tutti i segnali meccanici e chimici che dicono alle cellule cosa fare e quando.

Dentro un topo (o voi, o me), questo microambiente è come un direttore d'orchestra che si assicura che ogni sezione suoni esattamente al momento giusto.

In una piastra di coltura? Manca il direttore. Le cellule sono ancora talentuose, ma stanno improvvisando invece di seguire lo spartito.

Perché è importante

Ecco la cosa che mi ha fatto riflettere davvero: questo non è un fallimento. Questo è un progresso incredibile.

Siamo passati da zero organoidi nel 2009 a far crescere tessuto cerebrale che produce i tipi cellulari giusti in soli 16 anni. È un battito di ciglia in termini scientifici.

E adesso sappiamo cosa ci manca. Il prossimo passo è capire come ricreare aspetti di quella nicchia di cellule staminali — aggiungere quei segnali e strutture mancanti per far comportare i nostri cervelli cresciuti in laboratorio più come quelli veri.

Per i ricercatori che studiano i disturbi cerebrali, questo è enorme. Anche un organoide imperfetto può insegnarci cosa succede quando lo sviluppo va storto. E man mano che diventeremo più abili nel replicare quell'ambiente della nicchia, questi piccoli cervelli potrebbero diventare strumenti ancora più potenti per capire il nostro organo più complesso.

Il quadro più ampio

Ogni volta che leggo di ricerca sugli organoidi, non posso fare a meno di pensare a quanto abbiamo fatto strada. Abbiamo iniziato a coltivare minuscoli organoidi intestinali nel 2009, e adesso stiamo creando tessuto corticale. Alcuni ricercatori hanno persino collegato organoidi a sistemi che possono giocare a Pong (sì, davvero).

Stiamo entrando in un territorio che fa pensare seriamente gli scienziati sull'etica — domande su se organoidi avanzati potrebbero un giorno possedere qualche grado di coscienza. Non èallarmismo; è fantascienza responsabile che diventa scienza responsabile.

Per adesso, abbiamo una corteccia di topo in un barattolo che non riesce proprio a rispettare i tempi. Ma capire perché è fuori ritmo? Questo ci sta insegnando qualcosa di profondo su come i cervelli si costruiscono in primo luogo.

E personalmente, credo che sia incredibilmente affascinante — niente gioco di parole.

Cosa ne pensi? Dovremmo essere entusiasti, cauti, o entrambe le cose riguardo all'avanzamento rapido della tecnologia degli organoidi? Lascia i tuoi pensieri qui sotto — voglio davvero sapere come questo tipo di scienza ti fa sentire.