Ricerche

Questo 'mini cervello' cresciuto in laboratorio comprende la maggior parte delle caratteristiche di un cervello fetale umano, compreso un gambo ottico e un'ansa nella regione medio-encefalica.

Un pioniere della medicina di Harvard lo definisce 'stupefacente': un "incredibile successo" e un "salto di qualità" nella battaglia contro Alzheimer, cancro, autismo e Parkinson.

Cosa sta succedendo? Gli scienziati della Ohio State University dicono di aver trovato un modo per far crescere l'equivalente genetico di un cervello umano embrionale quasi completo.

Tecnicamente, non sono proprio 'cervelli'. Si chiamano organoidi cerebrali, pezzi di tessuto umano coltivati in piastre di Petri da cellule della pelle. Questi piccoli elementi di tessuto, lunghi 2-3 millimetri, potrebbero aiutare i ricercatori a testare farmaci e altri trattamenti che possono aiutare a prevenire, combattere e forse anche curare alcune dei disturbi e malattie più devastanti del nostro tempo.

Oltre a Parkinson, autismo e Alzheimer, potrebbero anche portare a svelare i misteri della schizofrenia, dell'epilessia, delle lesioni cerebrali traumatiche e dei disturbi da stress post-traumatico. Milioni di persone soffrono di questi disturbi e malattie in tutto il mondo.

"L'idea di prendere le cellule della pelle, facendole tornare di nuovo a una fase basilare dello sviluppo e poi insegnare loro come trasformarsi in cellule che compongono il cervello è qualcosa che stiamo sognando da diverso tempo", ha detto alla CNN il responsabile medico Dr. Sanjay Gupta. "Ora [l'idea] è più vicina in modo esponenziale alla realtà. Inoltre, l'idea di utilizzare questi 'mini-cervelli' come banco di prova per le terapie potrebbe aiutare i medici a individuare i migliori trattamenti per singoli pazienti, al contrario dell'approccio una-taglia-va-bene-per-tutti che è spesso usato al giorno d'oggi".

Gli scienziati hanno prodotto organoidi con tessuto cerebrale in laboratorio per meno di un decennio.

Degli scienziati giapponesi sono stati tra i primi a indurre cellule di topi e di esseri umani a formare "palle stratificate che ricordano" una parte del cervello chiamata corteccia cerebrale, secondo la rivista scientifica Nature. Nel 2011, Madeline Lancaster, scienziato dell'Istituto di Biotecnologie Molecolari di Vienna, è riuscita a far crescere un cervello embrionale.

Il ricercatore biomedico Rene Anand della Ohio State ha detto che il lavoro della sua squadra è diverso perché "i nostri organoidi hanno la maggior parte delle parti del cervello. Farò un esempio: se si vuole studiare il Parkinson, è necessario il mesencefalo. Il meglio che posso dire di tutte le ricerche pubblicate sugli organoidi è che non hanno il mesencefalo. Noi abbiamo il mesencefalo e ci stiamo già muovendo per studiarlo".

Anand ha detto che ha fatto crescere organoidi che includono il 98% delle cellule presenti nel cervello di un feto umano di cinque settimane. "Penso che ci abbia sorpreso un pò tutti" ha detto alla CNN il Dr. Rudolph Tanzi (pioniere della ricerca di Alzheimer di Harvard). "I risultati sono assolutamente incredibili ... è un risultato incredibile".

Creare un cervello fetale che include tanti tipi diversi di cellule cerebrali comporta un "salto di qualità", ha detto Tanzi, che ha contribuito a scoprire tutti e tre i geni che causano Alzheimer famigliare ad insorgenza precoce, secondo la sua biografia di Harvard.

Anand ha detto che per il suo team è una "priorità alta" usare questa svolta per conoscere meglio l'Alzheimer. Nonostante tutta l'eccitazione, Anand si affretta a precisare che il progetto è ancora in una fase molto precoce. "Prima lo commercializziamo e lo rendiamo un modello disponibile, prima chiunque altro può entrarci e usarlo per risolvere questi problemi".

Gli organoidi cerebrali possono aiutare i ricercatori a trovare soluzioni chiave per alcuni sottotipi di autismo in 10 anni, ha detto Anand. "In questo momento, è come se stessimo scalando l'Everest e noi siamo al primo Campo Base", ha detto Anand. "Dobbiamo fermarci, organizzarci per l'ossigeno, e poi passare al punto successivo. Quindi, abbiamo ancora molta strada da fare".

Come ci si potrebbe aspettare, far crescere organoidi cerebrali umani comporta molte questioni grattacapo. Ecco le cinque più importanti:

1. Questo significa che gli scienziati possono far crescere una versione in miniatura del nostro "cervello?"

Una specie. Se un tecnico di laboratorio usasse alcune delle cellule della tua pelle, potrebbe far crescere un cervello embrionale organico che avrebbe il tuo materiale genetico. Potrebbe quell'organoide cerebrale  essere sviluppato diventando un cervello completamente cresciuto? No, questo non è ancora possibile. Un cervello completamente cresciuto avrebbe bisogno di un sistema vascolare e di altre parti prima che possa corrispondere alla definizione ufficiale di cervello. "Non sono in grado di crescere oltre dove sono", ha detto Anand. "Non abbiamo alcuna intenzione di andare al di là di questo".

2. Come potrebbero esattamente contribuire a nuovi trattamenti gli organoidi cerebrali?

Gli scienziati li userebbero per simulare il cervello umano che si deteriora per l'Alzheimer o il Parkinson e poi studiare come reagiscono a trattamenti innovativi o farmaci appena sviluppati. "Dobbiamo ancora trovare un modo per accelerare l'invecchiamento di quel cervello, la patologia, per simulare una malattia come l'Alzheimer o il Parkinson", ha detto Tanzi.

3. E' possibile che gli organoidi cerebrali siano consapevoli?

No, ha detto Tanzi. Poiché questi tessuti non hanno alcun input. "Il cervello non funziona da solo. Il cervello ha bisogno di input sensoriali. Il cervello in un piatto non riceve input sensoriale. Dipendiamo dal nostro sistema sensoriale limitato, i nostri cinque sensi, per dare stimoli al cervello. Il cervello interpreta le informazioni e le integra. E poi mettiamo tutto ciò che sperimentiamo in un contesto sulla base delle informazioni che sono già memorizzate nel nostro cervello attraverso le sinapsi".

4. In teoria, questo potrebbe portare la ricerca a un futuro con macchine di intelligenza artificiale che hanno cervelli umanoidi?

Non è fuori del regno della possibilità, ha detto Tanzi. "Se qualcuno si immagina un giorno come mettere un cervello in una Intelligenza Artificiale che ha input sensoriali, quello è un ibrido IA con cervello organico. Allora questa è una storia completamente diversa. Quindi, si sta parlando di ciò che è stato trattato nei film di fantascienza scientifici. Ma vorrei dire che è molto lontano, se anche fosse possibile".

5. Quanto tempo servirà alla ricerca sull'organoide cerebrale per arrivare a una svolta?

"È necessario portare questo sistema in centinaia di laboratori che studiano le diverse malattie del cervello e permettere a tutti di provarlo. Nessun laboratorio singolo può farlo", ha detto Tanzi. "Possiamo dire 10 anni, ma se si mette quel sistema cerebrale e si replica nel laboratorio giusto, si potrebbe scendere a cinque anni. Bisogna che esperti che conoscono ogni malattia lavorino in quel sistema".