Organoidi neurali & Co: quando il nome conta

Gli organoidi del sistema nervoso sono modelli cellulari tridimensionali (3D) derivati da cellule staminali pluripotenti umane che rappresentano strumenti fondamentali per studiare lo sviluppo del sistema nervoso. In un Prospective Article pubblicato su Nature, Giuseppe Testa e colleghi rivedono l’origine, la nomenclatura e la classificazione di questi popolari modelli cellulari neuronali 3D. Il loro lavoro propone una serie di regole che rivoluzioneranno e faciliteranno la comunicazione tra la comunità scientifica e non scientifica sullo sviluppo, l’evoluzione e le malattie del cervello umano, nell’ottica di favorire il progresso in questi campi.

Le cellule staminali pluripotenti umane hanno la notevole capacità di auto-organizzarsi in aggregati cellulari di dimensioni millimetriche che riproducono alcune delle caratteristiche chiave di un determinato tessuto o organo, generalmente denominati “organoidi”. Questi modelli cellulari 3D si sono rivelati particolarmente utili per gli studi che indagano lo sviluppo del cervello umano e del sistema nervoso; questo tipo di indagine scientifica, infatti, è spesso limitata dalla disponibilità di campioni e da questioni etiche legate alla ricerca condotta su materiali umani e che coinvolge coorti di pazienti. Ad oggi, sono stati utilizzati molti nomi e classificazioni diversi per riferirsi ai modelli neurali cellulari 3D, rendendo difficile per gli esperti e i non esperti fare luce sui progressi e sulle esigenze insoddisfatte nel campo.

Per fare chiarezza, Giuseppe Testa – Head del Centro di Ricerca Neurogenomica di Human Technopole, professore di Biologia Molecolare all’Università degli Studi di Milano e Group Leader all’Istituto Europeo di Oncologia – e altri esperti di spicco hanno discusso di questa importante questione durante il meeting del Cold Spring Harbor Laboratory sul modelling 3D del cervello umano. Questa proficua interazione ha portato alla definizione di chiare linee guida per una classificazione ampia e flessibile di questi diffusissimi modelli cellulari 3D del sistema nervoso.

“Confidiamo che questo sforzo favorisca il progresso scientifico e la comunicazione tra gli studiosi, i politici e il pubblico non specialistico, promuovendo le collaborazioni e facilitando gli sforzi di standardizzazione e di benchmarking all’interno della comunità che guida questo campo trasformativo“, afferma Giuseppe Testa.

I ricercatori si sono concentrati sulle tre classi principali di modelli neurali 3D all’avanguardia, ossia i) gli organoidi, definiti come sistemi cellulari che si auto-organizzano in vitro e presentano alcune caratteristiche morfologiche e funzionali di un organo; ii) gli assembloidi, che sono sistemi cellulari auto-organizzati, derivanti dalla combinazione di diversi tipi di organoidi provenienti dallo stesso individuo o da individui diversi; e iii) gli organoidi o gli assembloidi innestati, che rappresentano organoidi o assembloidi trapiantati in modelli animali. Inoltre, gli autori riconoscono l’esistenza di due categorie principali di organoidi neurali, basate sul livello di “formazione molecolare” (cioè l’aggiunta di piccole molecole o fattori che promuovono la generazione di una particolare regione o di un insieme di tipi di cellule) fornita dagli scienziati durante la differenziazione delle cellule staminali pluripotenti in organoidi.

Questo gruppo di esperti sconsiglia fortemente l’uso di termini come mini-cervello, cervello in provetta, animali umanizzati e chimere animali-uomini per riferirsi a organoidi neurali auto-organizzati/assembloidi/organoidi innestati, in quanto questi modelli in vitro mancano delle complesse caratteristiche mentali e cognitive tipiche degli organi reali e degli organismi viventi.

Sebbene questi nuovi criteri debbano rimanere flessibili per adattarsi ai nuovi sviluppi scientifici, gli scienziati raccomandano di evitare per ora un’eccessiva ridenominazione.

In sintesi, Testa e colleghi forniscono un quadro unificante per la nomenclatura dei modelli neurali cellulari umani 3D che catalizzerà ulteriori discussioni, promuoverà il sostegno e la fiducia del pubblico e accelererà il progresso delle neuroscienze all’interno e tra i vari campi.

https://doi.org/10.1038/s41586-022-05219-6

Photo credits: Aurelio Ortale, Sebastiano Trattaro, Emanuele Villa