Ricerche
Le cellule staminali cerebrali continuano a dividersi per mesi
Sviluppo nel tempo della cellula staminale (rossa) in cellule figlie (arancioni e giallo, secondo lo stadio di sviluppo), e in nuove cellule nervose (verde) nell'ippocampo adulto nel corso di diversi mesi.
Scienziati dell'Università di Zurigo sono riusciti a osservare, per la prima volta, delle cellule staminali nel cervello di topo adulto che si dividono nel corso di diversi mesi, creando nuove cellule nervose. Lo studio mostra che le cellule staminali cerebrali sono attive per un lungo periodo, e quindi fornisce nuove intuizioni per la ricerca sulle cellule staminali.
Le cellule staminali creano nuove cellule nervose in alcune parti del cervello per tutta la vita. Uno dei luoghi dove accade è l'ippocampo, una regione del cervello che ha un ruolo fondamentale in molti processi di apprendimento e memoria. Una riduzione del numero di cellule nervose di nuova formazione è stata osservata, ad esempio, nel contesto della depressione e dell'Alzheimer, e in queste condizioni è stata associata a prestazioni inferiori della memoria.
Dal comportamento delle cellule staminali all'attività dei geni nelle singole cellule
In uno studio pubblicato su Nature Neuroscience, il gruppo di Sebastian Jessberger, professore dell'Istituto di Ricerca sul Cervello dell'Università di Zurigo, ha dimostrato che le cellule staminali nell'ippocampo dei topi sono attive per diversi mesi.
I ricercatori, guidati dalla dottoranda Sara Botthes e dai postdottorato Baptiste Jaeger e Gregor Pilz, hanno usato la microscopia di ultima generazione e le analisi genetiche (con sequenziamento dell'RNA a cellula singola) delle cellule staminali e delle loro cellule figlie per analizzare la formazione di nuove cellule nervose.
Ciò ha permesso loro di osservare quali popolazioni specifiche di cellule staminali sono attive per mesi e possono dividersi ripetutamente. Questo era già stato suggerito da ricerche precedenti, ma il nuovo studio offre ora la prova diretta.
I ricercatori hanno anche usato il sequenziamento dell'RNA a cellula singola di cellule staminali e delle loro cellule figlie per dimostrare che le cellule staminali con un comportamento diverso di divisione (poche divisioni cellulari invece della divisione continua) possono essere differenziate sulla base della loro composizione molecolare e dei profili di espressione genica.
Incanalare cellule staminali per scopi terapeutici
"Combinare due metodi moderni (microscopia a due fotoni e sequenziamento RNA a cellula singola) ci ha permesso di identificare con precisione le cellule staminali che possono dividersi per mesi", spiega Jessberger, aggiungendo che le prove ora disponibili della divisione delle cellule staminali a lungo termine ha implicazioni per approcci terapeutici futuri. "Ora sappiamo che ci sono veramente cellule staminali che si dividono per un periodo di molti mesi. Il sequenziamento dell'RNA a cellula singola ci dà le prime intuizioni su quali geni sono importanti in termini di comportamento di divisione delle singole cellule".
I nuovi risultati costituiranno la base di futuri esperimenti che indagheranno in dettaglio come geni specifici controllano l'attività delle cellule staminali. Jessberger riassume i successivi obiettivi di ricerca:
"Le scansioni e il sequenziamento dell'RNA a cellula singola ci hanno fornito intuizioni completamente nuove che useremo in futuro per regolare sistematicamente l'attività di alcuni geni.
"Dal momento che ora sappiamo che ci sono cellule staminali che possono dividersi per un periodo più lungo, il nostro obiettivo è aumentare l'attività di divisione di queste cellule e quindi la formazione di nuove cellule nervose, ad esempio nel contesto di condizioni neurodegenerative come l'Alzheimer".
Fonte: University of Zurich (> English) - Traduzione di Franco Pellizzari.
Riferimenti: Sara Bottes, Baptiste Jaeger, Gregor-Alexander Pilz, David Jörg, John Darby Cole, Merit Kruse, Lachlan Harris, Vladislav Korobeynyk, Izaskun Mallona, Fritjof Helmchen, François Guillemot, Benjamin Simons, Sebastian Jessberger. Long-term self-renewing stem cells in the adult mouse hippocampus identified by intravital imaging. Nature Neuroscience, 2020, DOI
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