In laboratorio, IL-17A induce il ripiegamento precoce della corteccia fetale umana

Al microscopio, un frammento ripiegato di corteccia umana in sviluppo si trova fuori dall'organismo, mantenuto in vita in un ambiente controllato e ricco di nutrienti. All'Università di Aberdeen, i ricercatori guidati dal dottor Daniel Berg e dal dottor Eunchai Kang hanno utilizzato questi cerebroidi 3D per verificare come un segnale infiammatorio associato all'attivazione immunitaria materna possa influire sul cervello fetale.

L'esperimento si è concentrato su IL-17A, una proteina di segnalazione infiammatoria. Il team ha utilizzato tessuto fetale umano della corteccia prefrontale dorsolaterale, raccolto dopo un'interruzione volontaria di gravidanza, e ha confrontato cerebroidi esposti a IL-17A con tessuto non trattato. Il segnale ha fatto ripiegare precocemente la corteccia in sviluppo, aumentando al tempo stesso lo spessore corticale e accelerando la produzione e la maturazione dei neuroni.

Il modello è stato progettato per affrontare una debolezza degli organoidi cerebrali, organi semplificati coltivati a partire da cellule staminali. Gli organoidi sono ampiamente utilizzati nelle neuroscienze, ma non riproducono in modo affidabile tutta la complessità biologica degli organi umani. I cerebroidi conservano una parte maggiore della struttura tipica, della diversità cellulare e dell'organizzazione presenti nella corteccia umana in sviluppo, consentendo ai ricercatori di osservare più da vicino la risposta del tessuto stesso.

I ricercatori hanno combinato microscopia e marcatura cellulare con il sequenziamento dell'RNA e la proteomica per seguire la risposta. Hanno scoperto che IL-17A agiva direttamente sulle cellule staminali neurali e che l'attivazione prolungata della via di segnalazione NF-κB sembrava determinare i cambiamenti. Il blocco di questa via ha invertito molti degli effetti, indicando un meccanismo che ora potrà essere verificato in ulteriori studi, non una spiegazione definitiva.

In concreto, quindi, il sistema dei cerebroidi fornisce ai ricercatori del cervello un modello di tessuto umano per esaminare come i segnali infiammatori possano modificare lo sviluppo corticale precoce. Non dimostra che l'infiammazione materna causi patologie del neurosviluppo: i risultati provengono dal laboratorio e le vie biologiche devono ancora essere studiate in cerebroidi, organoidi e modelli animali. Il team di Berg intende creare cerebroidi a partire da altre regioni del cervello in sviluppo e analizzare le risposte delle cellule immunitarie, dei vasi sanguigni e delle cellule staminali neurali specializzate.