Topi Frankenstein creati in laboratorio: cosa sono?

Gli scienziati hanno creato dei veri e propri topi Frankenstein. Tutto è iniziato quando il team di ricerca ha scoperto che le cellule cerebrali dei ratti possono sostituire i neuroni perduti nei topi, consentendo persino ai roditori ospiti di annusare i dolci.

Kristin Baldwin, neuroscienziata della Columbia University e autrice principale di un nuovo studio che ha descritto l’esperimento, ha affermato che anche se unire insieme cervelli di entrambi gli animali  può sembrare strano, questo lavoro ha avuto come scopo quello di costruire una base per comprendere come si sviluppa il cervello dei mammiferi.

Topi Frankenstein: come sono nati

Lo studio di Baldwin e del suo team sui topi Frankenstein, pubblicato sulla rivista Cell insieme a un secondo studio condotto da collaboratori dell’Università del Texas (UT) Southwestern, ha mostrato che le cellule cerebrali di ratto introdotte nel cervello di un topo raccolgono segnali dal loro nuovo ambiente. Queste cellule si sviluppano nello stesso lasso di tempo dei neuroni dei topi, comunicando con loro e persino adattando le loro dimensioni.

Jun Wu, biologo molecolare presso l’UT Southwestern Medical Center e autore principale del secondo studio, ha dichiarato sui topi Frankenstein: “L’ospite controlla almeno due aspetti: le dimensioni e anche la velocità di sviluppo. Questo è molto interessante e suggerisce che il microambiente ha un’influenza sul ritmo, così come sulla dimensione, della cellula donatrice”.

Lo studio condotto da Baldwin si è concentrato su come si formano le reti in un cervello ibrido topo-ratto, mentre lo studio condotto da Wu si è concentrato maggiormente sulla sostituzione di un’intera regione del cervello con cellule trapiantate per “dare vita” ai topi Frankenstein. La ricerca potrebbe portare ad altri tessuti cerebrali incrociati tra specie, aiutando gli scienziati a studiare lo sviluppo e le malattie del cervello e potenzialmente a sviluppare nuovi trattamenti per le persone.

Il lavoro dei ricercatori

Il team di Baldwin ha utilizzato per la prima volta tossine batteriche per uccidere o silenziare le cellule cerebrali nello sviluppo di embrioni di topo. I ricercatori hanno iniziato il loro lavoro di creazione dei topi Frankenstein quando l’embrione in via di sviluppo era solo una palla cava di 100-200 cellule, chiamata blastocisti, e hanno preso di mira le cellule coinvolte nella percezione degli odori. In queste blastocisti hanno anche iniettato cellule staminali di ratto, utilizzando un tipo di cellula in grado di svilupparsi in molti tipi cellulari.

I ricercatori hanno successivamente impiantato le blastocisti alterate nelle madri di topo e hanno permesso agli embrioni di svilupparsi e hanno scoperto che le cellule del ratto si sviluppavano rapidamente con le cellule del topo, sostituendo le cellule uccise o silenziate nei centri di rilevamento degli odori del cervello.

 Baldwin ha affermato che eliminare completamente le cellule del topo e sostituirle con quelle di ratto ha portato ad un’anatomia dall’aspetto strano, ma allo stesso tempo l’olfatto del topo è risultato funzionare in maniera del tutto normale. Così sono stati creati i topi Frankenstein.

Baldwin ha spiegato come il  fatto che i diversi neuroni abbiano creato una rete insieme e abbiano dato origine a un comportamento abbastanza normale sia promettente. Ci sono speranze in questo momento per il trattamento delle malattie del cervello, come il Parkinson o l’Alzheimer, con cellule donate o coltivate in laboratorio che sostituirebbero le cellule malate nel cervello dei pazienti. Donazioni simili di tessuto cerebrale sono ancora molto lontane, ma è necessario garantire che trapianti di neuroni di questo tipo possano effettivamente portare a reti cerebrali funzionali.

Conclusioni

Lo studio di Wu si è concentrato sulla sostituzione di un’intera regione del cervello del topo con cellule di ratto. Il team ha utilizzato la tecnica di modifica genetica CRISPR per disattivare un gene che innesca lo sviluppo del prosencefalo del topo nell’utero.

Il team ha sostituito questa grande regione del cervello con cellule di ratto e il 60% delle cellule nei topi maturi è risultato essere originariamente appartenente al ratto.

Nonostante il loro cervello ibridato, i topi non hanno mostrato anomalie. Wu ha concluso: “Mostriamo che fino al 60% delle cellule che provengono da una specie diversa nel prosencefalo non alterano in modo drammatico il comportamento del destinatario ospite”.