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Ricercatori hanno assemblato embrioni di topo derivati da cellule staminali in laboratorio utilizzando una combinazione di cellule staminali.
Al California Institute of Technology di Pasadena gli scienziati hanno generato embrioni di topo sintetici derivati da cellule staminali, come riportano in un articolo pubblicato su Nature questa settimana.
Magdalena Zernicka-Goetz e colleghi hanno assemblato embrioni di topo derivati da cellule staminali in laboratorio utilizzando una combinazione di cellule staminali embrionali, cellule staminali di trofoblasti e cellule staminali endodermiche extraembrionali inducibili, tutte provenienti da topi.
Il modello embrionale copia le fasi dello sviluppo naturale dell’embrione di topo che avvengono fino al giorno 8,5 dopo la fecondazione, compresa la creazione di regioni definite del cervello, un tubo neurale e una struttura simile al cuore che batte.
Inoltre, il modello può replicare le conseguenze osservate negli embrioni di topo naturali quando si sopprime un gene. La scoperta presenta la possibilità di utilizzare questo modello per comprendere i fattori che regolano le prime fasi dello sviluppo, senza la necessità di animali da usare come cavie.
Le cellule staminali embrionali hanno la capacità di formare strutture simili a embrioni in laboratorio. Tuttavia, questi modelli non imitano completamente tutte le fasi dello sviluppo; ad esempio, non riproducono completamente un processo chiamato neurulazione (la formazione del tubo neurale, che alla fine si differenzierà nel cervello e nel midollo spinale).
Il modello ETiX-embrionale risultante è stato in grado di svilupparsi oltre la neurululazione all’equivalente di 8,5 giorni dopo la fecondazione in un embrione di topo naturale e ha prodotto tutte le regioni del cervello, un tubo neurale, un cuore pulsante e un tubo intestinale.
Gli autori osservano che il modello è stato in grado di raggiungere questo obiettivo attraverso l’auto-organizzazione dei tipi di cellule staminali, senza la necessità di segnali esterni.
In ulteriori esperimenti, gli autori sono stati in grado di dimostrare che la soppressione del gene Pax6 – coinvolto nello sviluppo degli occhi e di altri organi sensoriali – nel loro modello embrioinale ha prodotto effetti simili a quelli osservati negli embrioni di topo naturali dopo la soppressione di Pax6.
Zernicka-Goetz e co-autori concludono che gli embrioidi ETiX forniscono un modello fisiologico rilevante di sviluppo embrionale e presentano una nuova opportunità per studiare i meccanismi di sviluppo e malattia.
Immagine: Amadei and Handford
