Gli organoidi cerebrali umani maturano per oltre cinque anni seguendo il proprio orologio biologico

I ricercatori hanno mantenuto in vita organoidi corticali umani per oltre cinque anni, consentendo a questi modelli di laboratorio di riprodurre fasi dello sviluppo che colture dalla durata più breve non potevano raggiungere. Il lavoro, che ha stabilito un record, suggerisce che questi minuscoli aggregati di cellule umane maturino secondo un orologio biologico interno che segue da vicino alcuni aspetti dello sviluppo naturale del cervello.

L'équipe ha studiato 110 organoidi e oltre 424.000 singole cellule. I profili di attività genica e di metilazione del DNA, un processo di marcatura chimica utilizzato per stimare l'età biologica, rispecchiavano l'età cronologica delle colture. Caratteristiche simili a quelle postnatali sono comparse dopo circa un anno e i neuroni erano ancora rilevabili negli organoidi prossimi ai sei anni di età.

Un mezzo di coltura liquido formulato per sostenere l'attività elettrica ha inoltre contribuito a preservare la funzione neuronale. A un anno, tutti e nove gli organoidi cresciuti con questo mezzo producevano scariche coordinate della rete neuronale, mentre nessuno degli otto organoidi di controllo coltivati in modo convenzionale le produceva.

In un altro esperimento, cellule progenitrici più vecchie sono state combinate con cellule molto più giovani. Le cellule più vecchie hanno reagito al nuovo ambiente, ma non hanno ricominciato lo sviluppo da capo. Hanno invece prodotto rapidamente tipi di neuroni che si formano nelle fasi più avanzate, indicando che conservavano una memoria cellulare delle fasi già completate.

Questi organoidi non sono cervelli completi. Sono privi di vasi sanguigni, stimoli sensoriali e di un corpo, e non possono pensare né provare sensazioni. Sono modelli di ricerca che potrebbero consentire di studiare fasi più avanzate della maturazione del cervello umano, finora difficili da esaminare direttamente.