(AGENPARL) – Wed 03 December 2025 *COMUNICATO STAMPA*
*CAPIRE LE PRIME FASI DELLA VITA CON UN MODELLO **TRIDIMENSIONALE RICAVATO
DALLE **CELLULE STAMINALI*
*Pubblicato oggi su «Nature Cell Biology», da ricercatori delle Università
di Padova e Torino, lo studio che permette un importante passo avanti nella
comprensione dell’organizzazione dell’embrione umano nelle prime fasi del
suo sviluppo*
*Il modello tridimensionale di embrione*
I ricercatori hanno utilizzato cellule staminali per costruire un modello
tridimensionale che riproduce le fasi di organizzazione dell’embrione al
momento dell’impianto nell’utero. In particolare, le cellule prima si
organizzano in uno strato ordinato con una piccola cavità interna, simile a
una pallina cava, questo spazio diventerà in seguito la cavità amniotica
dentro cui il feto si accrescerà nei mesi successivi della gravidanza. Il
modello di embrione permette anche di studiare un secondo evento
fondamentale dello sviluppo, quando alcune cellule si differenziano
e migrano per organizzare nello spazio gli organi e consentire il
progredire corretto della gravidanza. Dal momento che i segnali che
regolano tali processi nell’embrione umano sono sconosciuti, i ricercatori
hanno utilizzato per identificarli tecniche avanzate di analisi genomiche e
di editing genetico su tali modelli tridimensionali.
*Comunicazione e differenziazione tra cellule: il ruolo del TGF-beta e
Activin A*
Il team di ricerca ha individuato un segnale di comunicazione tra cellule,
TGF-beta, che inizialmente coordina l’organizzazione delle cellule e la
formazione della futura cavità amniotica. TGF-beta svolge questo compito
mediante un regolatore chiave, chiamato ZNF398, ossia un gene che orchestra
l’attività di molti altri geni per permettere l’organizzazione
tridimensionale. Successivamente, un altro segnale “fratello” di TGF-beta,
l’Activin A, determina l’inizio delle migrazioni e dei processi di
differenziamento necessari per l’organizzazione spaziale degli organi. I
ricercatori hanno utilizzato embrioni di topo per confermare la rilevanza e
la conservazione evolutiva delle proprie scoperte.
*L’importanza dei modelli di embrioni da cellule staminali*
Le prime fasi di sviluppo embrionale subito dopo l’impianto nell’utero,
prima della formazione degli organi, sono estremamente vulnerabili per
motivi non chiari. Ad esempio, solo un embrione su tre si impianta e
sviluppa con successo. Comprendere i meccanismi che regolano questa fase
dello sviluppo potrebbe quindi aumentare il tasso di natalità e ridurre
eventuali rischi e malformazioni.
«Le prime fasi sono quasi impossibili da studiare direttamente negli
embrioni umani – *dice il professor Graziano Martello* del Dipartimento di
Biologia dell’Università di Padova – sia per motivi etici che pratici. Noi
abbiamo creato un modello 3D di embrione semplice e riproducibile in cui le
cellule staminali umane “imitano” due passaggi chiave dello sviluppo
precoce che sono probabilmente familiari anche ai non addetti ai lavori,
ossia la formazione della cavità amniotica e l’organizzazione spaziale
degli organi nel corpo umano».
«Le analisi trascrittomiche ad alta risoluzione ci hanno permesso di
identificare il profilo dei geni attivi in ogni singola cellula e i
regolatori chiave di questa fase delicata dello sviluppo embrionale – *afferma
il professor Salvatore Oliviero* del Dipartimento di Scienze della Vita e
Biologia dei sistemi e responsabile del gruppo di ricerca dell’Università
di Torino -. Questi esperimenti ci permettono di *studiare in che modo le
cellule prendono le prime decisioni* in una finestra temporale importante
per lo sviluppo embrionale umano e studiare le analogie nella formazione
dei tumori».
Dal punto di vista tecnologico il modello di embrione sviluppato è *altamente
efficiente e replicabile* perché ogni sua componente è stata definita in
modo preciso. Ciò permette di usare tali modelli per capire “chi fa cosa” a
livello di segnali e geni mediante esperimenti mirati.
«Un altro punto di forza di questo studio – *sottolinea il ricercatore
Gianluca Amadei* del Dipartimento di Biologia Unipd – è l’utilizzo di
cellule staminali e modelli di diverse specie, che ci permette di
comprendere quanto i meccanismi identificati siano
conservati evolutivamente, superando i tradizionali modelli animali».
Non solo, i modelli di embrione consentono di *capire quali nutrienti sono
fondamentali* per tali fasi dello sviluppo o quali farmaci possono
interferire con esse. Infine l’approfondimento di tali modelli di embrione
può favorire il dibattito per *definire linee guida etiche e scientifiche* per
lo studio dello sviluppo embrionale precoce umano.
Ricerca al link: https://www.nature.com/articles/s41556-025-01831-6
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