Creato in vitro un mini sistema nervoso umano: servirà a studiare il dolore senza far male a nessun animale

Da oggi è possibile osservare, con estrema precisione, il viaggio di un impulso doloroso dal momento in cui nasce sulla pelle fino a quando viene elaborato nel cervello. Il tutto, però, senza coinvolgere animali da laboratorio. È quello che sono riusciti a fare i ricercatori della Stanford University, che hanno ricreato in vitro il principale circuito neurale umano responsabile della percezione del dolore. La scoperta pubblicata su Nature è estremamente importante non solo per la scienza, ma anche per la bioetica e la sperimentazione senza animali.

Il team guidato da Sergiu Pașca, psichiatra e neuroscienziato, ha assemblato in laboratorio un complesso sistema composto da quattro mini-organoidi – strutture tridimensionali sviluppate da cellule staminali – che simulano le diverse stazioni delle vie somatosensoriali del sistema nervoso umano. Questo circuito neurale trasmette gli stimoli sensoriali, inclusi quelli legati al dolore, dalla pelle al cervello: ganglio dorsale, midollo spinale, talamo e corteccia somatosensoriale. È il sentiero lungo il quale il dolore prende forma nella nostra coscienza.

Un "mini-cervello" umano per studiare il dolore, senza creare dolore

Ciò che rende questo studio ancora più importante è l'alternativa che rappresenta alla sperimentazione animale, tradizionalmente impiegata per studiare il dolore e testare nuovi farmaci. "Gli animali non sono modelli perfetti del dolore umano", ha spiegato in un comunicato Pașca. "Le loro vie neurali sono diverse dalle nostre e, soprattutto, provano dolore". Ecco perché l'assembloide – una versione semplificata di un piccolo sistema nervoso artificiale – potrebbe diventare uno strumento fondamentale per la ricerca etica, avanzata e completamente umana.

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Gli assembloidi sono stati ottenuti trasformando cellule della pelle umana in cellule staminali pluripotenti, capaci quindi di differenziarsi in vari tipi cellulari. Guidate da segnali chimici, queste cellule si sono aggregate in minuscoli organoidi del diametro di pochi millimetri. Disposte in sequenza e lasciate sviluppare per circa 100 giorni, si sono poi fuse dando vita a un sistema neurale funzionante. Una specie di "collana" biologica, con circa 4 milioni di cellule, in grado di trasmettere segnali elettrici in modo coordinato e spontaneo.

Migliorare gli studi sul dolore cronico e sui disturbi dello sviluppo

Per gli scienziati è stata la prima volta che si è potuto osservare in laboratorio la trasmissione di informazioni lungo tutto il percorso sensoriale umano. E non solo: stimolando l'organoide sensoriale con capsaicina, il composto piccante del peperoncino, i ricercatori hanno visto scatenarsi onde elettriche che attraversavano tutti e quattro gli organoidi fino alla "corteccia". L'effetto era identico a quello che accade in un corpo umano vivo, ma senza alcuna sofferenza. Perché, va sottolineato, questi assemblaggi cellulari non hanno coscienza, né provano dolore.

Il potenziale di questo sistema è molto ampio. Il dolore cronico colpisce tantissime persone e in molti casi resiste a ogni tipo di trattamento. I farmaci disponibili, infatti, sono spesso presi in prestito da altre discipline (psichiatria, neurologia del sonno) e i più efficaci – gli oppioidi – presentano rischi elevati di dipendenza. Il nuovo assembloide potrebbe quindi stravolgere questo scenario, offrendo un banco di prova perfettamente umano per lo studio del dolore e per lo sviluppo di terapie mirate, più efficaci e meno pericolose.

In prospettiva, questo tipo di ricerca potrebbe estendersi anche allo studio di disturbi dello sviluppo neurologico come l'autismo, che spesso comporta un'ipersensibilità agli stimoli sensoriali. Gli assembloidi rappresentano infatti una fase molto precoce dello sviluppo cerebrale umano, simile a quello di un feto. Ma Pașca e il suo team stanno già lavorando per accelerarne la maturazione, con l'obiettivo di comprendere meglio come funziona (o non funziona) il sistema nervoso anche in età adulta.

Un passo importante verso una sperimentazione senza animali

Dal punto di vista etico, questa tecnologia e questi risultati rappresentano un balzo in avanti notevole. I piccoli orgnaoidi umani ricreati in vitro, permettono di studiare malattie complesse e di testare nuovi farmaci direttamente su un sistema nervoso umano. E tutto ciò riducendo drasticamente – e potenzialmente eliminando – la necessità di utilizzare animali nella ricerca sul dolore. Un cambio di paradigma, che unisce innovazione ed efficienza scientifica al rispetto e al benessere animale.

"Gli animali provano dolore. Il nostro modello sperimentale in vitro no", ha detto Pașca. E questo piccolo "cervello" umano assemblato in un laboratorio californiano, potrebbe essere solo il primo passo verso una sperimentazione medica e scientifica che renderà finalmente non più necessario l'utilizzo degli animali per studiare patologie e farmaci umani. Un metodo alternativo più efficace e umano, sia da un punto di vista strettamente biologico che umano.