STEMpills #2: topi chimera dal cervello umano

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La mitologia del passato ci insegna che le chimere, ovvero esseri formati da diverse specie animali, sono sempre esistite, almeno nella fantasia dell'uomo. Con il progredire della scienza, il sequenziamento del DNA umano e le nuove tecnologie in campo biologico, il termine chimera ha iniziato ad avere un uso corrente, indicando per lo più specie animali (principalmente topi) nella quale venivano inseriti geni umano a scopo di studio. Perchè i topi?Perchè sapere anche se non ci assomigliamo per niente, il loro genoma presenta una forte omologia con quello umano, inoltre sono capaci di riprodursi velocemente, cosa utile per vedere le conseguenze di alcuni esperimenti sulla prole.

Oggi vi parlerò però di qualcosa che va oltre l'impianto di semplici geni: parliamo dell'impianto di cellule umane nervose nei cervelli di topi da laboratorio. Gli esperimenti a cui faccio riferimento sono due, pubblicati recentemente.

Nel primo esperimento, venivano impiantate 300.000 cellule gliali immature isolate da feti donati in cuccioli di topo. Dopo circa 1 anno, il numero giungeva sino a 12 milioni di cellule, creando di fatto topi con un cervello in parte umano. In verità, questo tipo di cellule continua a replicarsi fino ad occupare tutto lo spazio possibile, sostituendo nella maggior parte dei casi l'intera popolazione gliale dell'ospite. Le cellule gliali non devono essere confuse con i neuroni: si tratta di cellule di supporto che proteggono, nutrono ed aiutano i neuroni a svolgere le loro funzioni. La funzione più importante è quella di produrre mielina, una sostanza che aumenta notevolmente la capacità di conduzione dell'impulso nervoso attraverso da neurone a neurone.

_{Astrociti, Oligodendrociti e Cellule di Schwann sono tutte cellule gliali con funzione di supporto ai neuroni. Grazie alla guaina mielinica prodotta dagli oligodendrociti, l'impulso nervoso viene trasmesso a velocità che arrivano anche ai 120 m/s.}

Il risultato della ricerca è sbalorditivo: grazie a questo potenziamento, i topi chimerici risultano essere più intelligenti rispetto quelli puri. I topi riescono infatti ad apprendere più velocemente, ad avere una memoria più lunga e performare meglio in numerosi test. Le cellule gliali umane rispetto quelle native di topo, hanno un numero di connessioni 100 volte maggiore, con una capacità di coordinamento della trasmissione nervosa estremamente più efficiente.

Nel secondo esperimento, venivano impiantate cellule nervose pluripotenti in topi adulti. Le cellule umane in questo caso sono cresciute e si sono sviluppate per quasi un anno, integrandosi con quelle dell'ospite e prendendo il sopravvento in alcune aree cerebrali.

I risultati di questi esperimenti aprono a tante nuove opportunità per la ricerca: lo studio delle gravi malattie neurodegenerative, come la Sclerosi Multipla che colpisce proprio le cellule della glia, fino ad ora è sempre stato effettuato in laboratorio su colture cellulari, mai in vivo. Fare test su modelli animali con cellule umane è un importantissimo vantaggio, perché permette di studiare gli effetti dei farmaci in un vero sistema biologico. In più, la crescita di tessuti nervosi sani in ospiti, potrebbe aprire la possibilità a effettuare veri e propri trapianti di aree cerebrali danneggiate nell'uomo.

C'è da stare attenti però a non creare dei supertopi!

_{Che il furbissimo Jerry del cartone Tom & Jerry non sia stato uno dei primi topolini chimerici?}

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Approfondisci leggendo:

• An in vivo model of functional and vascularized human brain organoids
• A Competitive Advantage by Neonatally Engrafted Human Glial Progenitors Yields Mice Whose Brains Are Chimeric for Human Glia
• Miniature Human Brains Grow for Months When Implanted in Mice Skulls
• The smart mouse with the half-human brain

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