Il cervello nasce da due cantieri separati: lo studio Stanford che riscrive l'embriologia

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, bensì da due popolazioni distinte che compaiono precocemente durante la gastrulazione e che, fin dall'origine, sono destinate a costruire regioni diverse dell'encefalo. È quanto emerge da uno studio guidato dalla Stanford University e pubblicato il 18 settembre su Nature Neuroscience, che propone una revisione del modello classico secondo cui l'intero sistema nervoso centrale deriverebbe da un'unica sorgente cellulare.

Due programmi paralleli nell'ectoderma neurale

Secondo la ricerca, durante la gastrulazione comparirebbero in parallelo due popolazioni di progenitori dell'ectoderma neurale. Una popolazione anteriore sarebbe indirizzata verso la formazione del prosencefalo e del mesencefalo, mentre una popolazione posteriore sarebbe destinata al rombencefalo. Le due linee cellulari risulterebbero mutuamente esclusive già a partire dallo stadio embrionale esaminato, quello corrispondente a circa 7,5 giorni dopo il concepimento nei topi.

Kyle Loh, biologo dello sviluppo alla Stanford University e coautore dello studio, ha spiegato che l'encefalo rappresenta un unico organo, ma viene costruito a partire da due parti differenti che successivamente si connettono e operano insieme. La distinzione non sarebbe dunque il risultato di una suddivisione tardiva di un territorio cellulare omogeneo, ma una proprietà intrinseca delle cellule progenitrici fin dalle fasi più precoci dello sviluppo embrionale.

Il ruolo dei marcatori fluorescenti e della sequenza dell'RNA

Per giungere a queste conclusioni, il gruppo di ricerca ha utilizzato tecniche di colorazione tissutale e sequenziamento dell'RNA su embrioni murini. I ricercatori hanno impiegato marcatori fluorescenti rossi per etichettare le cellule progenitrici che esprimevano il gene associato alla porzione posteriore dell'encefalo e ne hanno tracciato il destino nel cervello maturo. L'osservazione ha mostrato che la metà posteriore dell'organo risultava marcata in rosso, mentre la parte anteriore non presentava alcuna marcatura.

Esperimenti separati condotti su cellule staminali pluripotenti umane hanno confermato il quadro. I ricercatori hanno indotto le cellule a trasformarsi nei due tipi di progenitori encefalici precoci e le hanno poi esposte a segnali chimici per verificarne il grado di determinazione. Un tipo cellulare maturava senza difficoltà quando riceveva il segnale per produrre prosencefalo e mesencefalo, ma rifiutava di progredire quando veniva indirizzato verso il rombencefalo. Questo comportamento ha suggerito che il destino delle due popolazioni fosse già bloccato nelle fasi iniziali.

Una prospettiva evolutiva che attraversa i phyla

L'analisi è stata estesa a un'ampia varietà di specie, dalle scimmie ai polli fino allo zebrafish e persino a Saccoglossus kowalevskii, un invertebrato marino noto come verme ghianda. In tutti gli organismi esaminati sono state individuate le due varietà di precursori encefalici. Loh ha osservato che l'ultimo antenato comune tra esseri umani e vermi ghianda è vissuto oltre 500 milioni di anni fa, prima della formazione del supercontinente Pangea, eppure il suo embrione in via di sviluppo appariva del tutto simile a quello del topo.

Lo studio non ha mancato di suscitare perplessità. Non tutti i ricercatori concordano con la conclusione che l'encefalo discenda da due popolazioni cellulari che non si mescolano. Tuttavia, l'aspetto dell'indagine che ha raccolto ampio consenso riguarda la messa a punto di un metodo efficiente per indirizzare le cellule staminali verso la produzione di motoneuroni del rombencefalo, cellule che contribuiscono al controllo di movimenti come la deglutizione.

Questo risultato potrebbe rivelarsi utile per la ricerca su patologie che colpiscono tali cellule, comprese condizioni neurodegenerative invalidanti come la malattia del motoneurone, nota anche come sclerosi laterale amiotrofica.

Le implicazioni per la biologia dello sviluppo

La pubblicazione su Nature Neuroscience aggiunge un tassello a un dibattito di lunga durata sulle origini embrionali del sistema nervoso centrale. Il modello prevalente per decenni ha considerato l'encefalo come il prodotto di un unico pool di cellule staminali neurali che si differenziano progressivamente in regioni distinte sotto l'effetto di segnali posizionali.

La nuova ricerca suggerisce invece che la separazione tra le future aree encefaliche sia inscritta nel patrimonio genetico delle cellule fin dalle prime fasi della gastrulazione, quando l'embrione è ancora poco più di un disco di cellule in via di organizzazione.

Il sequenziamento dell'RNA ha permesso di isolare le due popolazioni e di osservare l'espressione differenziale dei geni che le contraddistinguono, fornendo una firma molecolare che le rende identificabili prima ancora che si manifestino differenze morfologiche evidenti. Questo approccio, combinato con il tracciamento mediante marcatori fluorescenti, ha consentito di seguire il destino delle cellule nel corso dello sviluppo e di verificare che la loro appartenenza regionale non subisce variazioni sostanziali.