Immagini a immunofluorescenza di organoidi fetali ottenuti da liquido amniotico in fase iniziare. Credit: Nat Med 2024.
Un gruppo di medici e ricercatori ha isolato cellule dal liquido amniotico di donne in gravidanza e le ha utilizzate per creare colture cellulari tridimensionali, chiamate organoidi, che assomigliano agli organi del feto in via di sviluppo1. Pubblicato su Nature Medicine, lo studio ha coinvolto un'ampia collaborazione internazionale che comprende ricercatori del Politecnico di Milano, dell'Istituto Telethon di Medicina Genetica di Napoli, dell'Ospedale Bambino Gesù di Roma e dell'Università di Napoli.
"Gli esami prenatali si basano oggi principalmente sull'imaging o sull'analisi genetica, ma non forniscono molte informazioni sulla funzionalità degli organi [del feto]", afferma l'autore corrispondente Paolo De Coppi, chirurgo pediatrico dell'Ospedale Bambino Gesù di Roma e dell'University College di Londra. "Il nostro studio apre nuove strade per lo studio dello sviluppo fetale e delle malattie congenite".
Gli organoidi vengono di solito ottenuti a partire da biopsie o campioni di tessuto prelevati durante procedure mediche, come è stato fatto per molti tessuti adulti. Ma a causa di restrizioni etiche e legali, cellule staminali fetali specifiche i diversi tipi di tessuto si possono ottenere solo da gravidanze interrotte, il che rende difficile la diagnosi di malattie prenatali.
Gli scienziati hanno pensato quindi di esaminare il liquido amniotico, che sostiene e protegge il feto durante lo sviluppo e viene prelevato di routine durante le amniocentesi e altri esami. Studi precedenti avevano dimostrato che contiene cellule staminali mesenchimali, che successivamente si differenziano in vari tessuti, e cellule ematopoietiche, che danno origine alle cellule del sangue2. "Ma il liquido amniotico contiene anche secrezioni, detriti e cellule provenienti da vari tessuti fetali come il tratto gastrointestinale, i reni e i polmoni", spiega il coautore Mattia Gerli dell'University College di Londra. "Abbiamo creato una mappa delle cellule epiteliali contenute nel fluido, le abbiamo utilizzate per sviluppare organoidi e abbiamo scoperto che avevano morfologie diverse".
Utilizzando il sequenziamento dell'RNA di singole cellule e l'analisi delle proteine, i ricercatori hanno dimostrato che questi aggregati cellulari in 3D mostravano caratteristiche proprie degli organi di origine: intestino tenue, rene e polmone.
Per verificare che questi organoidi possono essere effettivamente usati come modelli di malattie, gli scienziati hanno raccolto cellule epiteliali da feti affetti da ernia diaframmatica congenita (CDH), una rara malformazione in cui il diaframma non si chiude e l'intestino, lo stomaco o il fegato possono spostarsi nella cavità toracica causando difficoltà respiratorie. Può essere trattata bloccando reversibilmente la trachea del feto con un palloncino di lattice. Gli scienziati hanno ricavato degli organoidi sia prima che dopo l'impianto del palloncino e hanno confermato che i secondi funzionavano meglio del primo. "Crediamo che in futuro potremmo monitorare le malattie con questo metodo", afferma Gerli.
