Gli organoidi cerebrali rivelano in dettaglio i danni dell’esposizione prenatale all’alcol

Nessuna quantità di consumo di alcol è sicura per un feto in via di sviluppo; un nuovo studio presenta in dettaglio molecolare come l’alcol danneggi la crescita e il funzionamento degli organoidi cerebrali in via di sviluppo.

Gli organoidi cerebrali cresciuti in laboratorio aiutano i ricercatori a esplorare le prime fasi dello sviluppo del cervello umano. Credito fotografico: UC San Diego Health Sciences

 

Il consumo di alcol durante la gravidanza rappresenta un rischio significativo per il sano sviluppo del nascituro. Non esiste una quantità sicura nota di alcol durante la gravidanza.

Le conseguenze dell’esposizione prenatale all’alcol (PAE) si riflettono nelle diverse diagnosi che emergono sotto l’ombrello dello Spettro dei disturbi feto alcolici. A un’estremità dello spettro, i deficit di crescita e le differenze fisiche definiscono la sindrome alcolica fetale (FAS), ma nella maggior parte dei casi, il danno cerebrale irreversibile porta a problemi comportamentali e di apprendimento anche senza un impatto fisico. Gli esperti stimano che dall’1,1 al 5% degli scolari statunitensi – fino a 1 su 20 – possa essere affetto da PAE, con una percentuale che soffre di FAS.

Sebbene gli effetti clinici dello Spettro dei disturbi feto alcolici siano ben documentati, i precisi effetti molecolari sulla corteccia cerebrale fetale umana non sono completamente compresi. In un nuovo studio, pubblicato il 16 novembre 2022 su Molecular Psychiatry , i ricercatori della School of Medicine dell’Università della California di San Diego hanno utilizzato gli organoidi del cervello umano per documentare in modo più specifico come l’esposizione all’alcol comprometta lo sviluppo e il funzionamento di nuove cellule cerebrali.

“I risultati sottolineano l’ampia minaccia dell’esposizione all’alcol per il cervello fetale. Il danno inflitto è profondo ed esteso “, ha affermato Alysson R. Muotri, PhD, professore presso i Dipartimenti di Pediatria e Medicina cellulare e molecolare presso la UC San Diego School of Medicine.

Muotri è l’autore corrispondente dello studio con Cleber A. Trujillo, ex scienziato del progetto nel laboratorio di Muotri e ora direttore associato della biologia delle cellule staminali presso la Vesalius Therapeutics con sede nel Massachusetts. Utilizzando cellule staminali pluripotenti indotte dall’uomo, Muotri e colleghi hanno creato organoidi cerebrali tridimensionali che si sviluppano in modo simile alla corticogenesi fetale umana, la formazione degli strati esterni del cervello che ospitano molte funzioni di alto livello, come il ragionamento, il pensiero cosciente, il controllo emotivo e discorso.

L’esposizione all’alcol in diversi punti dello sviluppo del cervello fetale ha provocato effetti diversi, ma invariabilmente negativi, dalla disfunzione fondamentale dei processi cellulari, alla costruzione difettosa dell’architettura cerebrale e alla creazione inadeguata di cellule di supporto (gliogenesi) e connessioni tra le cellule cerebrali (sinaptogenesi).

I ricercatori hanno proseguito conducendo registrazioni elettrofisiologiche per monitorare i modelli di attività elettrica negli organoidi corticali, documentando e confermando la compromissione della funzione degli organoidi corticali.

Gli autori hanno affermato che i risultati migliorano rispetto a studi precedenti che utilizzavano modelli animali.

“Superano la ricapitolazione subottimale dei modelli non umani”, ha affermato il coautore Miguel Del Campo, MD, PhD, professore associato presso la UC San Diego School of Medicine e genetista medico presso il Rady Children’s Hospital-San Diego. “In effetti, mostrano che gli organoidi sono un modello prezioso per valutare meglio, in modo più completo e approfondito, gli effetti dell’esposizione all’alcol sul cervello umano in via di sviluppo”.

Il coautore Kenneth L. Jones, MD, professore di pediatria presso la UC San Diego School of Medicine, ha spiegato: “Questo è fondamentale perché possiamo vedere meglio quali importanti percorsi di crescita e segnalazione sono interrotti e forse scoprire nuovi bersagli per ostacolare o prevenire terapeuticamente la neuropatologia dell’esposizione prenatale all’alcol. La buona notizia è che alcune di queste alterazioni sono state invertite utilizzando farmaci sperimentali specifici».

I coautori includono: Jason W. Adams, Priscilla D. Negraes, Justin Truong, Timothy Tran, Ryan Szeto, Carmen Teodorof e Stephen A. Spector, tutti alla UC San Diego.

Il finanziamento per questa ricerca è venuto, in parte, dal National Institutes of Health (S10 OD026929), dal Dipartimento di Pediatria della UC San Diego School of Medicine (MH107367, U19MH107367) e da una CARTA Fellowship (NIH-NIAAA K01AA026911).

Trasparenza: Alysson Muotri è co-fondatore e detiene una partecipazione in TISMOO, società dedicata all’analisi genetica e all’organogenesi del cervello umano incentrata su applicazioni terapeutiche personalizzate per il disturbo dello spettro autistico e altri disturbi neurologici con origini genetiche. Muotri è un co-fondatore di Lizarbio Therapeutics e ha azioni.

 

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