Un gruppo di ricercatori del Massachusetts Institute of Technology (MIT) ha sviluppato una nuova piattaforma che permette di studiare interi emisferi del cervello umano in 3D con una risoluzione senza precedenti. Questa tecnologia offre un’osservazione dettagliata che parte dall’architettura del tessuto e dalla morfologia delle cellule, fino a scendere nei dettagli cellulari e molecolari più minuti, come le connessioni tra i neuroni e le proteine espresse.
Il loro lavoro, pubblicato sulla rivista Science, ha già fornito nuove intuizioni sulle lesioni causate dall’Alzheimer. L’obiettivo finale è creare un atlante tridimensionale delle cellule cerebrali umane a risoluzione subcellulare, migliorando così la comprensione delle funzioni degli organi umani e dei meccanismi delle malattie. Questo, a sua volta, potrebbe stimolare lo sviluppo di nuove terapie.
Le tre tecnologie innovative alla base della scoperta sul cervello umano
Il team del MIT ha combinato tre tecnologie all’avanguardia per raggiungere questi risultati:
- MEGAtome: un microtomo vibrante che affetta i tessuti con un taglio ultra preciso, mantenendo intatte le connessioni tra le cellule.
- mELAST: un idrogel che rende i campioni di tessuto chiari, elastici, espandibili e marcabili in modo reversibile, permettendo studi su più scale.
- Unslice: un software che ricompone le fettine di tessuto per ricostruire l’emisfero cerebrale in 3D, ripristinando l’allineamento dei singoli vasi sanguigni e delle connessioni neuronali.
Un balzo in avanti per la ricerca medica
Questa piattaforma tecnologica non solo evita la degradazione dei tessuti, ma li rende durevoli e analizzabili più volte nel tempo. Osservare interi emisferi del cervello umano in questo modo è un passo fondamentale per due motivi principali. Innanzitutto, consente di studiare molteplici aspetti di un unico cervello, evitando le variazioni tra cervelli di individui diversi. In secondo luogo, la rapidità e la scalabilità di questo metodo permettono di creare campioni rappresentativi di vari sessi, età e condizioni patologiche, facilitando confronti statistici più robusti.
Prime applicazioni e futuro della ricerca
La piattaforma è stata già messa alla prova su due cervelli umani donati alla scienza: uno sano e uno affetto da Alzheimer. Inizialmente, i ricercatori hanno esplorato la corteccia orbitofrontale, identificando regioni con una significativa perdita di neuroni. Utilizzando vari marcatori, hanno poi evidenziato le relazioni tra fattori patogeni e tipi di cellule, scoprendo che la perdita di sinapsi è più concentrata nelle aree con sovrapposizione diretta delle placche di amiloide.
Questa tecnologia promette di rivoluzionare lo studio delle malattie neurologiche e potrebbe portare alla creazione di una banca di cervelli completamente mappati a livello subcellulare, pronti per essere rianalizzati con nuovi marcatori a seconda delle necessità future.
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