Il cervello nasce da due cantieri separati: lo studio di Stanford che riscrive lo sviluppo neurale

21/09/2026 SALUTE Condividi Preferisci Informazione.News su Google

Redazione Salute   -   Il cervello umano non si svilupperebbe da un unico gruppo di cellule progenitrici, ma da due popolazioni distinte che emergono in parallelo durante le primissime fasi dell'embriogenesi. È la tesi di uno studio guidato dalla Stanford Medicine, condotto in collaborazione con il California Institute of Technology e l'Università della California di San Francisco, pubblicato il 18 settembre su Nature Neuroscience.

La ricerca capovolge il modello prevalente secondo cui un singolo progenitore neurale precoce darebbe origine all'intero encefalo, suggerendo invece che quello che chiamiamo cervello sia il risultato di due programmi di sviluppo separati, ciascuno con un destino già segnato.

Due progenitori distinti emersi durante la gastrulazione

Il punto di partenza dello studio è la gastrulazione, la fase embrionale in cui il corpo inizia a prendere forma e si organizzano i tre foglietti germinativi. Analizzando embrioni di topo e cellule staminali pluripotenti umane, i ricercatori hanno identificato due popolazioni di progenitori dell'ectoderma neurale che compaiono simultaneamente e non si sovrappongono mai. Una, che esprime il gene Otx2, è destinata a formare prosencefalo e mesencefalo, le regioni anteriori del cervello.

L'altra, che esprime il gene Gbx2, è invece indirizzata verso il rombencefalo, la porzione posteriore che comprende il tronco encefalico. La separazione non è solo genetica ma strutturale: l'analisi della cromatina, il modo in cui il DNA viene impacchettato per regolare l'accesso ai geni, ha rivelato configurazioni fondamentalmente diverse tra i due gruppi cellulari, come binari paralleli che non si incrociano mai.

Un ostacolo decennale finalmente superato

Questa scoperta getta luce su un problema che ha bloccato la ricerca per decenni. Fino a oggi, i tentativi di generare in laboratorio neuroni del rombencefalo da cellule staminali si basavano sull'idea che i progenitori anteriori potessero essere convertiti in quelli posteriori. Secondo i risultati dello studio, una simile conversione è impossibile, perché ciascuna popolazione è già irreversibilmente impegnata verso il proprio destino.

«Abbiamo dimostrato per la prima volta che la parte anteriore del cervello nasce da un progenitore completamente diverso da quello della parte posteriore», ha dichiarato Kyle Loh, professore associato di biologia dello sviluppo e autore senior della ricerca. «La nostra scoperta significa che ora possiamo far crescere in una piastra di Petri i neuroni della parte posteriore del cervello, il rombencefalo, e studiarne le funzioni».

Prospettive per le malattie del motoneurone

Comprendere l'origine separata del rombencefalo ha permesso al gruppo di differenziare con successo cellule staminali pluripotenti umane in motoneuroni specifici del rombencefalo, corrispondenti ai rombomeri 5 e 6. Si tratta di una popolazione neuronale particolarmente difficile da ottenere in vitro, la cui assenza ha finora limitato lo studio di patologie che colpiscono il tronco encefalico.

Tra queste rientrano l'atrofia muscolare spinale, una delle principali cause genetiche di morte nei bambini sotto l'anno di età, e la sclerosi laterale amiotrofica, diagnosticata più frequentemente tra i 40 e i 70 anni. In entrambe le condizioni i motoneuroni del rombencefalo degenerano progressivamente, compromettendo la capacità di deglutire e, in ultima analisi, di respirare. La possibilità di riprodurre in laboratorio questi neuroni a partire dal loro progenitore corretto offre ora un modello più fedele per indagarne i meccanismi di malattia.

Un programma conservato per oltre 500 milioni di anni

La separazione tra i due progenitori non sembra essere una peculiarità dei mammiferi. I ricercatori hanno rintracciato lo stesso schema in un ampio spettro di specie, dai polli ai pesci zebra, fino a un invertebrato marino noto come verme ghianda. Poiché l'ultimo antenato comune tra esseri umani e vermi ghianda risale a oltre 550 milioni di anni fa, ben prima della formazione del supercontinente Pangea, l'ipotesi avanzata dagli autori è che questa doppia origine del cervello sia un tratto evolutivo profondamente conservato.

Il cervello, in questa prospettiva, si configura come un organo composito, nato dall'integrazione di due sistemi nervosi antichi che nel corso di centinaia di milioni di anni hanno finito per operare in stretta connessione pur mantenendo programmi di sviluppo distinti.