
Il team guidato da Sergiu Pașca ha messo a punto una strategia genetica per eliminare buona parte della corteccia murina nelle prime fasi dello sviluppo, sfruttando la delezione condizionale del gene Esco2 in cellule che esprimono Emx1, combinata con un background immunodeficiente Prkdc-scid.
Gli animali così ottenuti, definiti "apalliali", risultano vitali nonostante la perdita di circa metà del volume cerebrale totale, pur mostrando un peso corporeo ridotto rispetto ai controlli. Questa cavità corticale svuotata diventa la sede ideale per accogliere organoidi corticali umani (hCO) derivati da cellule staminali pluripotenti indotte, dando origine a quello che gli autori chiamano modello "XCX".
Il tessuto umano trapiantato non si limita a sopravvivere: sviluppa una connettività diffusa verso l'intero encefalo ospite e, sorprendentemente, estende proiezioni fino al midollo spinale, come documentato tramite tracciamento anterogrado con proteine fluorescenti. Le analisi trascrittomiche a singolo nucleo e la spatial transcriptomics mostrano inoltre la comparsa di una popolazione cellulare corticale di tipo L5-ET, assimilabile ai neuroni di von Economo, cellule finora difficili da ottenere in modelli in vitro e implicate in diverse condizioni neuropsichiatriche.
Attraverso l'analisi comportamentale non supervisionata (MoSeq) e test dedicati come CatWalk, labirinto a Y e condizionamento avversivo, i ricercatori hanno rilevato differenze specifiche di andatura, memoria spaziale e risposte di paura tra animali di controllo, apalliali e XCX, mantenendo comunque intatte le funzioni motorie di base e la sensibilità meccanica e termica.
Un aspetto rilevante riguarda l'applicazione della piattaforma a un modello di danno ipossico durante lo sviluppo: l'esposizione a basse concentrazioni di ossigeno ha indotto nel tessuto umano trapiantato segnali di ipossia (HIF1α) e alterazioni vascolari visibili alla risonanza magnetica pesata in suscettibilità, accompagnate da un aumento della densità di microglia e astrociti intragraft. Gli animali XCX sottoposti all'insulto ipossico hanno mostrato inoltre modifiche specifiche nell'appoggio delle zampe durante la deambulazione, un fenotipo che gli autori collegano alla possibilità di modellare la paralisi cerebrale di origine perinatale.
Gli autori sottolineano che questa piattaforma di "xenocorticazione" supera alcuni limiti dei precedenti approcci di trapianto, permettendo registrazioni funzionali su ampia scala del tessuto umano in condizioni di veglia e riducendo l'interferenza della corteccia murina residua.
Restano tuttavia aperte questioni sulla maturità del tessuto trapiantato, che a queste tempistiche non presenta ancora una laminazione corticale completa né un profilo trascrizionale pienamente maturo, e gli stessi ricercatori richiamano la necessità di un confronto continuo con comitati etici e rappresentanti dei pazienti per il proseguimento di questa linea di ricerca.




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