Da qualche anno il mondo della ricerca sta cercando di sviluppare organoidi capaci di mimare anatomia e funzionalità degli organi umani da utilizzare a fini di ricerca e sviluppo di terapie. Una recente scoperta pubblicata su Stem Cell Reports ha ora evidenziato il ruolo dei gastuloidi, aggregati tridimensionali di cellule embrionali staminali, indicandoli come possibile strumento per ridurre e in parte sostituire la sperimentazione animale.
La ricerca è stata condotta da un team di ricercatori dell’Istituto di genetica e biofisica “Adriano Buzzati Traverso” del Consiglio nazionale delle ricerche di Napoli (Cnr-Igb).
I gastruloidi sono stati utilizzati per studiare il potenziale di sviluppo dei diversi tipi di staminali in vitro. Ecco quindi che un gastruloide può diventare strumento per studiare la pluripotenza di una determinata linea di cellule staminali. Gabriella Minchiotti è la ricercatrice del Cnr-Igb che ha coordinato il team di ricerca con Eduardo J. Patriarca, in collaborazione con Alfonso Martinez-Arias della Cambridge University (UK). Spiega Minchiotti «alcune fra le domande più affascinanti della biologia sono fondamentali per capire i meccanismi alla base delle malattie e aiutare a sviluppare strategie preventive e terapeutiche. “Come si sviluppa un embrione molto complesso a partire da un iniziale aggregato di cellule molto simili tra loro?” “Perché in alcuni casi lo sviluppo embrionale si interrompe o si altera portando a condizioni patologiche?” “Quali farmaci, condizioni nutrizionali/metaboliche, interferiscono con il corretto sviluppo di un embrione?”. Abbiamo dimostrato che i gastruloidi sono un eccellente sistema modello, sia per studiare lo sviluppo di tessuti in condizioni normali o patologiche, sia per identificare geni, nutrienti (aminoacidi, lipidi, zuccheri), e condizioni fisicochimiche (temperatura, pressione di ossigeno ecc.) che garantiscono un corretto sviluppo embrionale. Il nostro team ha dimostrato che non tutte le cellule staminali embrionali di topo sono in grado di formare gastruloidi e che la loro competenza dipende dallo stato di pluripotenza. Mentre le cellule staminali più immature (naïve) sono in grado di generarne, quelle in uno stadio più avanzato (primed) formano aggregati cellulari che non riescono a svilupparsi correttamente».
Al momento i gastruloidi vengono utilizzati in parallelo ai più consolidati test in vivo. Potenzialmente potranno però favorire la riduzione della sperimentazione animale. Per ora, la configurazione e l’efficienza del metodo messo a punto dai ricercatori per generare gastruloidi fa di questa metodologia una piattaforma ottimale per screening genetici e farmacologici sia per studi di ricerca di base che applicata.
Cermola et al., Gastruloid Development Competence Discriminates Different States of Pluripotency, Stem Cell Reports (2020), https://doi.org/10.1016/j.stemcr.2020.12.013
