Un team di ricercatori del New York Stem Cell Foundation Research Institute ha sviluppato una tecnica per produrre colture tridimensionali di cellule staminali pluripotenti indotte (iPS), chiamate corpi embrionali, capaci di subire l'imaging cellulare e la misurazione dell'attività elettrica.
Il team, guidato da Scott Noggle, PhD, Direttore del Laboratorio NYSCF e "Charles Evans Senior Research Fellow for Alzheimer's Disease" delNYSCF, e Michael W. Nestor, PhD, ricercatore postdottorato del NYSCF, riferisce in Stem Cell Research che questi aggregati cellulari permettono agli scienziati sia di modellare che di studiare malattie come l'Alzheimer e il Parkinson.
Il gruppo di ricerca sull'Alzheimer del NYSCF mira a capire meglio e trovare cure per queste malattie attraverso la ricerca sulle cellule staminali. Per questi disturbi, in cui i neuroni si attivano irregolarmente o degenerano, il gruppo del NYSCF crea modelli di "malattie in un piatto", riprogrammando la pelle dei pazienti, o campioni di sangue, facendoli diventare cellule staminali pluripotenti indotte (iPS), che possono diventare neuroni e altre cellule cerebrali colpite dalle malattie.
Le cellule del nostro corpo formano reti tridimensionali, essenziali per la funzionalità dei tessuti e per la salute in generale; tuttavia, le tecniche precedenti per formare tessuto cerebrale complesso hanno prodotto strutture che, pur simili nella forma ai neuroni presenti in natura, impedivano i tentativi di registrazione della visualizzazione e dell'attività elettrica.
In questo studio, Noggle e Nestor con scienziati del NYSCF hanno adattato metodi di coltura a due dimensioni per far crescere strutture neuronali tridimensionali di cellule iPS. I neuroni risultanti sono "diradati", permettendo gli studi di imaging del calcio, che misurano l'attività elettrica delle cellule, come i neuroni.
"Combinando i vantaggi delle cellule iPS coltivate in un ambiente 3D con quelle di un sistema 2D, la nostra tecnica produce cellule che possono essere usate per osservare l'attività elettrica delle reti putative di neuroni biologicamente attivi, e contemporaneamente visualizzarle", dichiara Nestor. "Questa è cruciale per modellare e studiare le malattie neurodegenerative".
Le reti neurali, ritenute alla base dell'apprendimento e della memoria, diventano perturbate nell'Alzheimer. Generando aggregati dalle cellule iPS e confrontandoli al tessuto cerebrale di un paziente reale, gli scienziati possono scoprire in che modo la malattia interferisce con queste interazioni cellula-cellula e capire come intervenire per rallentare o fermare la malattia.
"Questo nuovo strumento critico sviluppato dal nostro team di Alzheimer accelererà la ricerca sulla malattia, permettendo una manipolazione più accurata delle cellule per trovare una cura", dice Susan L. Solomon, direttrice del NYSCF.
Fonte: New York Stem Cell Foundation, via EurekAlert!, a service of AAAS.
Riferimento: Michael W. Nestor, Daniel Paull, Samson Jacob, Andrew A. Sproul, Abdulaziz Alsaffar, Brian A. Campos, Scott A. Noggle. Differentiation of serum-free embryoid bodies from human induced pluripotent stem cells into networks. Stem Cell Research, 2013; 10 (3): 454 DOI: 10.1016/j.scr.2013.02.001.
Pubblicato in Science Daily il 2 Aprile 2013 - Traduzione di Franco Pellizzari - Foto: Cellule staminali al microscopio, fonte Ospedale San Raffaele
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