Un nuovo studio dimostra che i "mini-cervelli" potrebbero accelerare lo sviluppo di trattamenti per la malattia di Alzheimer

Utilizzando un nuovo metodo innovativo, un ricercatore dell'Università del Saskatchewan (USAsk) sta creando pseudo-organi in miniatura da cellule staminali per diagnosticare e curare il morbo di Alzheimer.

Quando al dottor Tyler Wenzel (Ph.D.) venne l'idea di creare un cervello in miniatura a partire da cellule staminali, non aveva idea del successo che avrebbero avuto le sue creazioni. Ora il "mini-cervello" di Wenzel potrebbe rivoluzionare il modo in cui diagnostichiamo e trattiamo l'Alzheimer e altre malattie del cervello.

"Mai nei nostri sogni più sfrenati avremmo pensato che la nostra folle idea avrebbe funzionato", ha affermato. "Questi [mini-cervelli] possono essere usati come strumento diagnostico creato dal sangue."

Wenzel, un ricercatore post-dottorato presso il Dipartimento di Psichiatria del College of Medicine, ha sviluppato l'idea di un "mini-cervello" - o, più formalmente, un modello organoide cerebrale unico - sotto la direzione del Dr. Darrell Musso, Ph. D.

Le cellule staminali umane possono essere manipolate per diventare quasi qualsiasi altra cellula del corpo. Utilizzando cellule staminali prelevate dal sangue umano, Wenzel è riuscito a creare un organo artificiale in miniatura, di circa tre millimetri, che ricorda visivamente un pezzo di gomma da masticare che qualcuno ha provato a lisciare di nuovo.

Questi "mini-cervelli" vengono creati creando cellule staminali da un campione di sangue e poi convertendo quelle cellule staminali in cellule cerebrali funzionanti. L'uso di piccoli organoidi sintetici per la ricerca non è un concetto nuovo, ma i "mini-cervelli" sviluppati nel laboratorio di Wenzel sono unici. Come delineato nell'articolo di Wenzel sulla rivista Frontiers of Cellular Neuroscience, i cervelli del suo laboratorio sono composti da quattro diversi tipi di cellule cerebrali, mentre la maggior parte degli organelli cerebrali è composta solo da neuroni.

Durante i test, i "mini-cervelli" di Wenzel riflettono più accuratamente il cervello umano adulto, consentendo studi più dettagliati sulle condizioni neurologiche nei pazienti adulti, come il morbo di Alzheimer.

E per quei "mini-cervelli" creati da cellule staminali di persone con il morbo di Alzheimer, Wenzel ha determinato che l'organo artificiale presenta la patologia dell'Alzheimer, solo su scala più piccola.

"Se le cellule staminali possono diventare qualsiasi cellula del corpo umano, allora la domanda diventa: 'Possiamo creare qualcosa che assomigli a un intero organo?'" ha detto Wenzel. "Mentre sviluppavamo questo, ho avuto questa folle idea che se questi fossero stati davvero cervelli umani, se un paziente avesse avuto una malattia come l'Alzheimer e gli avessimo fatto crescere un 'mini cervello', allora teoricamente quel piccolo cervello avrebbe avuto l'Alzheimer"..

Wenzel ha osservato che questa tecnologia ha il potenziale per cambiare il modo in cui l'assistenza sanitaria viene fornita alle persone affette da Alzheimer, specialmente nelle comunità rurali e remote. Questa ricerca innovativa ha già ricevuto il supporto dell'Alzheimer Society of Canada.

Se Wenzel e i suoi colleghi riuscissero a creare un modo affidabile per diagnosticare e curare malattie neurologiche come l'Alzheimer utilizzando solo un piccolo campione di sangue, che ha una durata di conservazione relativamente lunga e può essere inviato tramite corriere, anziché richiedere ai pazienti di recarsi in ospedale o in cliniche specializzate, ciò potrebbe far risparmiare notevolmente risorse sanitarie e ridurre il carico sui pazienti.

"In teoria, se questo strumento funziona come pensiamo, potremmo semplicemente far inviare un campione di sangue da La Loche o La Ronge all'università e diagnosticare in questo modo", ha affermato.

La prova di concetto iniziale per i "mini-cervelli" è stata estremamente incoraggiante, il che significa che il passo successivo per Wenzel è quello di estendere i test a un bacino di pazienti più ampio.

I ricercatori sono anche interessati ad ampliare la portata della ricerca sui "mini-cervelli". Se possono confermare che i "mini-cervelli" riflettono accuratamente altre malattie cerebrali o condizioni neurologiche, ha detto Wenzel, potrebbero essere usati per accelerare la diagnosi o testare l'efficacia dei farmaci nei pazienti.

Come esempio, Wenzel ha sottolineato i lunghi tempi di attesa per vedere uno psichiatra in Saskatchewan. Se i "mini-cervelli" potessero essere usati per testare quale farmaco antidepressivo funziona meglio per un paziente depresso, potrebbero ridurre significativamente il tempo necessario per andare dal medico e ottenere una prescrizione.

"Mini-cervelli" in una capsula di Petri: quando creati da cellule staminali di persone con Alzheimer, gli organoidi mostrano la patologia dell'Alzheimer, solo su scala più piccola. Credito: USask/David Stobbe.

Ex insegnante di scienze delle superiori che si è trasferito nel mondo della ricerca e dell'accademia, Wenzel ha affermato che sono gli "elementi essenziali della ricerca", ovvero elaborare un'ipotesi e avvicinarsi alla sua verifica in un esperimento, ad entusiasmarlo del suo lavoro.

Lo straordinario successo dei primi "mini-cervelli" è stato così sorprendente che Wenzel ha ammesso di non riuscire ancora a capirlo.

"Sono ancora incredulo, ma è anche incredibilmente motivante che sia successo qualcosa del genere", ha affermato Wenzel. "Questo mi dà qualcosa che penso avrà un impatto sulla società, farà davvero la differenza e creerà un cambiamento... Ha il potenziale per cambiare il panorama della medicina".

I risultati sono descritti in dettaglio in un articolo pubblicato sulla rivista Frontiers in Cellular Neuroscience.