L'Interspecies Blastocyst Complementation (IBC) (cioè la complementazione mediante microiniezione di cellule staminali di altre specie in embrioni allo stadio di blastocisti) ha generato con successo tessuto proencefalo di ratto nei topi che era strutturalmente e funzionalmente intatto. In uno studio correlato, si è anche scoperto che l’attività sinaptica ratto-topo era supportata e che i circuiti neurali sintetici costruiti da due specie diverse potevano funzionare in un cervello intatto.
La complementazione della blastocisti, cioè la complementazione di organi geneticamente carenti mediante microiniezione di cellule staminali in embrioni allo stadio di blastocisti, è stata segnalata per la prima volta nel 1993. Ciò prevedeva la complementazione di linfociti T e B in topi carenti mediante microiniezione di cellule staminali embrionali di topo intatte (mESC) nella blastocisti. embrioni in stadio avanzato.
La complementazione mediante microiniezione di cellule staminali di altre specie in embrioni allo stadio di blastocisti, generando chimere interspecifiche, ha avuto successo nel 2010 quando topi con deficit di PDX1 sono stati complementati con pancreas di ratto. Questo risultato ha gettato le basi per la tecnica biologica della complementazione interspecifica della blastocisti (IBC).
Dal 2010, l'Interspecies Blastocyst Complementation (IBC) ha fatto molta strada (inclusa la complementazione con i geni umani, il che significa potenziale per l'organogenesi umana per il trapianto).
Tuttavia, fino ad oggi non è stato possibile ottenere tessuto cerebrale tramite IBC, nonostante diversi recenti successi. I ricercatori, ora, segnalano la generazione di tessuto proencefalo di ratto nei topi attraverso l'IBC.
Il gruppo di ricerca ha sviluppato con successo una strategia IBC basata su C-CRISPR. Ciò ha contribuito allo screening rapido dei geni candidati e ha identificato che il deficit di Hesx1 supportava la generazione di tessuto proencefalo di ratto nei topi tramite IBC. I tessuti del prosencefalo nei topi adulti erano strutturalmente e funzionalmente intatti. Si sono sviluppati allo stesso ritmo del topo ospite e hanno mantenuto profili di trascrittoma simili a quelli del ratto. Tuttavia, il tasso di chimerismo delle cellule di ratto è gradualmente diminuito con il progredire dello sviluppo, il che suggerisce la presenza di barriere xenogeniche durante lo sviluppo prenatale medio-tardivo.
In un altro studio correlato pubblicato contemporaneamente, i ricercatori hanno applicato la complementazione della blastocisti per costruire e testare selettivamente circuiti neurali interspecie per verificare se i circuiti neurali costruiti da due specie possono funzionare in un cervello intatto.
Le cellule staminali pluripotenti di ratto iniettate nelle blastocisti di topo si sono sviluppate e hanno persistito in tutto il cervello del topo. I neuroni del ratto nella corteccia e nell'ippocampo sono stati riprogrammati nella nicchia del topo e hanno supportato l'attività sinaptica ratto-topo. Quando i neuroni olfattivi dei topi sono stati messi a tacere, i neuroni dei ratti hanno ripristinato il flusso di informazioni nei circuiti di elaborazione degli odori. Anche il comportamento primario della ricerca del cibo è stato salvato. Pertanto, il topo potrebbe percepire il mondo utilizzando neuroni di un’altra specie.
Questo studio stabilisce che la complementazione della blastocisti neurale è un potente strumento per identificare i meccanismi conservati di sviluppo, plasticità e riparazione del cervello.
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Riferimenti:
- Huang, J. et al. 2024. Generazione di tessuti del proencefalo di ratto nei topi. Cellula. Volume 187, numero 9, p2129-2142.E17. 25 aprile 2024. DOI: https://doi.org/10.1016/j.cell.2024.03.017
- Throesch, BT et al. 2024. Circuiti sensoriali funzionali costruiti da neuroni di due specie. Cellula. Volume 187, numero 9, p2143-2157.E15. 25 aprile 2024. DOI: https://doi.org/10.1016/j.cell.2024.03.042
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 (i.e., complementation by microinjecting stem cells of other species into blastocyst-stage embryos) successfully generated rat forebrain tissue in mice which was structurally and functionally intact. In a related study, it was also found that the rat-mouse synaptic activity was supported and the synthetic neural circuits built from two different species could function in an intact brain. ){kind=link}