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Medicina
Scoperto il regista dell'embrione umano, organizza il destino delle cellule

EMBRIONI UMANI, SCOPERTO IL “REGISTA” CHE DECIDE IL DESTINO DELLE CELLULE

Scoperto il regista dell'embrione umano. Prima che un gruppo di cellule possa svilupparsi in un embrione, deve prima decidere cosa diventerà: pelle o cervello, ossa o muscoli . Ma quel processo non era mai stato osservato negli umani - fino ad ora.

Per la prima volta, i ricercatori hanno visto le cellule umane "organizzatore" dirigere la formazione della parte superiore, inferiore, anteriore e posteriore dell'embrione. Lo hanno fatto sviluppando una tecnica che elude le restrizioni alla ricerca sugli embrioni umani mediante l'innesto di cellule umane su embrioni di pollo. Il metodo, pubblicato su Nature, potrebbe soppiantare l'uso di embrioni umani in alcuni esperimenti di laboratorio.

SCOPERTO IL REGISTA DELL'EMBRIONE UMANO: LE CELLULE ORGANIZZATORI

Le cellule organizzatori furono scoperte nel 1924, durante una serie di esperimenti in Germania sulle salamandre. Una coppia di biologi dello sviluppo trapiantò cellule dalla parte posteriore di un embrione di salamandra sul davanti di un altro, dove le cellule crebbero in una seconda salamandra congiunta. Questo suggeriva che certe cellule sulla schiena di un embrione potevano organizzare i loro vicini nella complessa serie di strutture che compongono un animale.

Da allora, i ricercatori hanno identificato le cellule organizzatrici negli embrioni di molte altre specie. Ma gli scienziati non avevano mai osservato tali cellule come guida per lo sviluppo umano iniziale. Le linee guida e le leggi etiche di molti paesi - tra cui gli Stati Uniti - vietano agli scienziati di sperimentare embrioni umani di più di 14 giorni, che è il periodo in cui le cellule organizzative potrebbero apparire.

"Nessuno sapeva cosa succede dopo che la sfera di cellule si attacca all'utero", dice Ali Brivanlou, un biologo dello sviluppo presso la Rockefeller University di New York City e autore principale dell'ultimo studio.

SCOPERTO IL REGISTA DELL'EMBRIONE UMANO: LO STUDIO

Nel 2016, il gruppo di Brivanlou è stato il primo a coltivare embrioni umani, ma i ricercatori hanno fermato il lavoro prima del punto in cui gli embrioni iniziavano una complessa riorganizzazione che avrebbe porto alla crescita di arti e organi. Non hanno visto le cellule dell'organismo negli embrioni umani prima che l'esperimento finisse.

Nell'ultimo studio, il team ha aggirato la regola dei 14 giorni sviluppando strutture simili agli embrioni da cellule staminali embrionali umane. Coltivando le cellule su piccoli quadrati di soli 22 millimetri di diametro, gli scienziati hanno costretto le cellule a organizzarsi in strutture invece di diffondersi orizzontalmente. Hanno anche trattato le cellule con una serie di fattori di crescita che li hanno stimolati a formare i vari strati cellulari visti nei primi embrioni. I test hanno rivelato che le strutture simili agli embrioni includevano un gruppo di cellule che esprimevano i geni osservati nelle cellule organizzatrici di altre specie.

Brivanlou ei suoi colleghi hanno poi trapiantato i loro gruppi di cellule umane simili a embrioni su embrioni di pollo di 12 ore (che sono l'equivalente approssimativo di un embrione umano di 14 giorni). I ricercatori hanno scoperto che mentre gli embrioni modificati crescevano, le cellule organizzatore umane dirigevano le cellule di pollo a differenziare e formare un secondo sistema nervoso di pollo. Questo risultato imita i risultati dell'esperimento di salamandra del 1924, dice Brivanlou, anche se i suoi embrioni ibridi non hanno vissuto abbastanza a lungo da schiudersi.

SCOPERTO IL REGISTA DELL'EMBRIONE UMANO: ETICA E LO STUDIO SUGLI EMBRIONI UMANI

Martin Pera, ricercatore di cellule staminali presso il Jackson Laboratory di Bar Harbor, nel Maine, è rimasto colpito dallo studio. "C'è questo sistema porterà molto in là", dice - includendo una migliore comprensione dei difetti nello sviluppo precoce di embrioni umani che possono portare a aborti spontanei e la capacità di confrontare le strutture simili agli embrioni con quelle umane.” La tecnica potrebbe anche evitare i problemi etici associati allo studio degli embrioni umani in laboratorio. 

Il prossimo passo, dice Brivanlou , è determinare come esattamente le cellule organizzatrici umane influenzano i loro vicini. Questo potrebbe sostenere gli sforzi per manipolare le cellule staminali umane in specifici tessuti o strutture, come parte delle terapie per rigenerare organi e tessuti. " 
 

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