Il Modello 3D e le Fasi Fondamentali
Il modello ricrea due eventi essenziali dello sviluppo precoce, che sono quasi impossibili da studiare direttamente nell'embrione umano a causa di limitazioni etiche e pratiche:

Formazione della Cavità Amniotica: Le cellule staminali si auto-organizzano in una struttura cava e ordinata, che riproduce lo spazio destinato a diventare la cavità amniotica, cruciale per l'accrescimento del feto.

Organizzazione Spaziale degli Organi: Successivamente, il modello permette di osservare come alcune cellule si differenziano e migrano per iniziare l'organizzazione spaziale degli organi, un processo vitale per il corretto progredire della gravidanza.

Segnali e Regolatori Chiave
Utilizzando tecniche avanzate come l'analisi genomica e l'editing genetico, i ricercatori hanno identificato i segnali di comunicazione che orchestrano questi delicati processi:

TGF-beta e ZNF398: Il segnale TGF-beta coordina inizialmente l'organizzazione delle cellule e la formazione della futura cavità amniotica. Svolge questo compito tramite un regolatore chiave, il gene ZNF398, che dirige l'attività di molti altri geni per l'organizzazione 3D.

Activin A: Successivamente, il segnale "fratello" Activin A innesca le migrazioni cellulari e i processi di differenziamento necessari per l'organizzazione spaziale degli organi. La rilevanza di queste scoperte è stata confermata anche in embrioni di topo, evidenziando la loro conservazione evolutiva.

Le Implicazioni per la Medicina e la Ricerca
Lo sviluppo embrionale subito dopo l’impianto è una fase estremamente vulnerabile (solo un embrione su tre si impianta con successo). Comprendere i meccanismi alla base di questa fase ha un impatto notevole:

Salute Riproduttiva: Potrebbe aumentare il tasso di natalità e contribuire a ridurre i rischi di malformazioni o insuccessi di impianto.

Nuovi Strumenti: Essendo un modello efficiente e replicabile, consente di studiare "chi fa cosa" in termini di segnali e nutrienti, e di identificare quali farmaci potrebbero interferire con lo sviluppo precoce.

Ricerca Trasversale: Come sottolineato dal professor Salvatore Oliviero, lo studio del modo in cui le cellule prendono le prime decisioni in questa finestra temporale importante può offrire spunti per la comprensione delle analogie nella formazione dei tumori.

Il professor Graziano Martello e il ricercatore Gianluca Amadei, entrambi dell'Università di Padova, evidenziano come l'utilizzo di cellule staminali e modelli inter-specie non solo superi le limitazioni etiche e pratiche, ma permetta anche di definire nuove linee guida scientifiche ed etiche per il dibattito sullo studio dello sviluppo embrionale umano precoce.