Durante lo sviluppo del tubo neurale (NT), la notocorda induce un organizzatore, il floorplate, che secerne Sonic Hedgehog (SHH) per patternizzare i progenitori neurali. Al contrario, gli organoidi del tubo neurale (NTO) derivati da cellule staminali embrionali (ESC) formano spontaneamente floorplate senza la notocorda, dimostrando che le cellule staminali possono auto-organizzarsi senza induttori embrionali. In questo studio, abbiamo investigato l’auto-organizzazione del floorplate in NTO clonali di topo. L’espressione del marcatore del floorplate FOXA2 era inizialmente spazialmente dispersa prima di risolversi in più cluster, che hanno subito competizione e ordinamento, risultando in un floorplate stabile “vincente”. Abbiamo identificato che la segnalazione BMP governava la competizione tra i cluster a lungo raggio. I cluster FOXA2+ esprimevano BMP4, sopprimendo FOXA2 nelle cellule riceventi mentre esprimevano contemporaneamente l’inibitore BMP NOGGIN, promuovendo la persistenza dei cluster. La mutazione di Noggin ha perturbato la formazione del floorplate negli NTO e nel tubo neurale in vivo nelle regioni mesencefaliche/rombencefaliche, dimostrando come il floorplate possa formarsi autonomamente senza la notocorda. Identificare i percorsi che governano l’auto-organizzazione dell’organizzatore è fondamentale per sfruttare la plasticità dello sviluppo delle cellule staminali nella ingegneria dei tessuti.
