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Prodotte cellule neuronali in-vitro complete delle connessioni tra loro

Prodotte cellule neuronali in-vitro complete delle connessioni tra loroUn esempio di ramificazioni TH-positive (rosse) dalla camera interna alla zona della camera esterna dopo 21 giorni (Scala = 100 µm). GFP (verde) sono neuroni corticali e TH (rosso) neuroni mDA. Nella foto sotto, ogni tipo è stato marcato con fluorescenza per identificare posizione e tipo. Le ramificazioni sottili indicano la crescita delle sinapsi tra neuroni corticali e mDA, imitando le strutture presenti in-vivo. (Fonte: materiale dello studio)Questo studio apre nuove strade di ricerca sui sistemi neuronali umani e sulle relative interconnessioni, secondo il rapporto pubblicato su Restorative Neurology and Neuroscience.


Le cellule staminali umane possono essere differenziate per produrre altri tipi di cellule, come le cellule degli organi, quelle della pelle o quelle cerebrali.


Mentre le cellule degli organi, per esempio, possono funzionare in isolamento, quelle cerebrali richiedono le sinapsi, o connettori, tra di loro e tra le altre aree del cervello.


In un nuovo studio pubblicato su Restorative Neurology and Neuroscience, dei ricercatori riferiscono di aver fatto crescere in-vitro con successo molteplici strutture cerebrali e di aver formato le connessioni tra loro, in un unico recipiente di coltura e per la prima volta.


"Abbiamo sviluppato un sistema basato sulle cellule staminali pluripotenti umane (hPSC) per produrre connessioni tra i neuroni di due aree del cervello, la neocorteccia e il mesencefalo", ha spiegato il ricercatore Chun-Ting Lee PhD, che lavora nel laboratorio di William J. Freed PhD, del Programma di Ricerca Intramurale al National Institute on Drug Abuse dei National Institutes of Health di Baltimora nel Maryland.


I neuroni dopaminergici mesencefalici (mDA) e le loro connessioni con altri neuroni nel cervello sono ritenuti collegati a vari disturbi, tra cui l'abuso di droghe, la schizofrenia, il morbo di Parkinson e forse i disturbi alimentari, il disturbo da deficit di attenzione-iperattività, la sindrome di Tourette, e la sindrome di Lesch-Nyhan.


Tuttavia, studiare in isolamento i neuroni mDA e quelli della neocorteccia, non rivela molti dati su come queste cellule interagiscono in queste patologie. La nuova capacità di far crescere e interconnettere i due tipi di neuroni in vitro offre ora ai ricercatori un ottimo modello per ulteriori studi. "Questo metodo, pertanto, può espandere il potenziale dei neuroni derivati hPSC, ​​per consentire studi di sistemi neurali umani e delle interconnessioni che finora non si potevano modellare in vitro", ha commentato il dottor Lee.


Con uno speciale contenitore chiamato "piatto guarigione ferite Ibidi", che contiene due camere separate da una barriera rimovibile, i ricercatori hanno usato le hPSC per allevare neuroni mDA e neuroni della neocorteccia nelle due camere singole.


La barriera è stata rimossa dopo che erano formate colonie di entrambi i tipi di cellule e l'ulteriore crescita ha provocato la formazione di sinapsi tra i neuroni di ogni colonia.


Esperimenti futuri potrebbero impiegare delle modifiche a questo metodo per esaminare le connessioni tra due aree cerebrali o sottotipi neuronali che possono essere prodotti da hPSC in vitro.

 

 

 


Fonte: IOS Press BV via AlphaGalileo (> English text) - Traduzione di Franco Pellizzari.

Riferimenti: Chun-Ting Lee, Raphael M. Bendriem, and William J. Freed. A new technique for modeling neuronal connectivity using human pluripotent stem cells. Restorative Neurology and Neuroscience, 2015 DOI: 10.3233/RNN-1140488

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