I progenitori cellulari del cervello
Il cervello umano è una macchina complessa. Miliardi di cellule interagiscono tra di loro creando una sinfonia di messaggi e di segnali neurobiologici. Tutto si trasforma in suoni, comportamenti, azioni, canzoni, emozioni, poesie. Il cervello ha una organizzazione, un numero e una diversità cellulare che nasce durante lo sviluppo. “Lo sviluppo della corteccia umana avviene mediante numerose popolazioni di cellule progenitrici. La formazione e la funzione dei diversi tipi di cellule progenitrici che creano il cervello umano dipendono dall’istituzione e dal mantenimento della loro polarità cellulare apicale-basale”(Andrews et al. 2022)*
Le popolazioni progenitrici della corteccia umana
Durante lo sviluppo della corteccia cerebrale umana, differenti popolazioni di cellule stem e di cellule progenitrici, proliferano, si differenziano e migrano per formare l’architettura radiale e laminare del cervello.
La neurogenesi corticale e l’aumenta diversità dei diversi sottotipi gliali avviene verso la fine del terzo trimestre di gravidanza.
Lo studio delle cellule progenitrici in vivo ha posto ovviamente numerosi limiti nell’individuazione dei processi indotti dalla proliferazione delle cellule stem.
Gli organoidi cerebrali
Per superare questi limiti sono stati utilizzati i cosiddetti “organoidi cerebrali” che sono culture derivate da pluripotent stem cell (PCS) che simulano lo sviluppo cerebrale umano in quanto contengono diversi tipi di cellule e la loro organizzazione tissutale.
Gli organoidi cerebrali presentano, ad esempio, aspetti simili alla generazione delle strutture neuroepiteliali.
Possono essere utilizzate in questo modo culture tridimensionali che permettono di studiare gli eventi primordiali dello sviluppo cellulare, compresa la polarità delle cellule progenitrici in una più complessa struttura tissutale.
Gli organoidi cerebrali possono, quindi, essere utili per studiare nel tempo in vitro la proliferazione, la morfologia e la polarità delle cellule neuroepiteliari e le cellule gliali radiali.
Il loro studio permette anche di valutare il ruolo dei segnali delle molecole e delle proteine nel modellamento e nella interazione delle diverse arre tessutali cerebrali.
Conclusioni
“L’individuazione della polarità neuroepiteliare e delle cellule gliali radiali è vitale per la proliferazione ordinata, la differenziazione la citoarchitettura e la struttura cerebrale durante lo sviluppo del cervello umano”
Le cellule progenitrici si muovono con perfetto sincronismo indirizzando una appropriata connessione e organizzazione dei diversi tipi di cellule mature, loro “figlie”.
L’enorme proliferazione dei tessuti neuronali cerebrali tipico del cervello umano ha bisogno di una direzione d’orchestra attenta e precisa.
Gli studi futuri dovranno esplorare come avvengono le mutazioni cellulari che portano alla diversificazione delle diverse tipologie di cellule neuronali. Sarà importante capire le direzioni intraprese nella differenziazione cellulare e individuare l’eventuale presenza di cellule progenitrici silenti o di cellule mature che hanno la potenziale trasformazioni in cellule staminali. Lo studio di Madeline Andrews getta nuova luce sulla direzione dell’orchestra evolutiva e individua la chiave per conoscere i fattori principali dello sviluppo cerebrale e le implicazioni che hanno sulle disfunzioni neurologiche.
*Andrews MG, Subramanian L, Salma J, Kriegstein AR. How mechanisms of stem cell polarity shape the human cerebral cortex. Nat Rev Neurosci. 2022 Dec;23(12):711-724. doi: 10.1038/s41583-022-00631-3. Epub 2022 Sep 30. PMID: 36180551.
