Verbesserte Bildung von Hirnorganoiden durch synthetische extrazelluläre Matrizen
2023
University of Michigan, Ann Arbor, USA
Obwohl Hirnorganoide die Zell-Zell-Netzwerk-Interaktionen des menschlichen Gehirns nachahmen, gelingt es ihnen im Allgemeinen nicht, die Zell-Matrix-Interaktionen originalgetreu zu rekapitulieren. Hier wurde ein künstliches Gerüst, eine so genannte künstliche extrazelluläre Matrix (EECM), entwickelt, um den sich entwickelnden Hirnorganoiden Unterstützung und Zell-Matrix-Interaktionen zu bieten.
Dazu wurden Hirnorganoide unter Verwendung von EECMs erzeugt, die aus menschlichem fibrillärem Fibronektin bestehen und von einem hochporösen Polymergerüst getragen werden. Die entstandenen Hirnorganoide wurden durch Immunfluoreszenzmikroskopie, Transkriptomik und Proteomik des Liquorkompartiments (CSF) charakterisiert.
Die die interstitielle Matrix imitierende EECM förderte die Neurogenese, die gliale Reifung und die neuronale Diversität von menschlichen embryonalen Stammzellen im Vergleich zu einer herkömmlichen Proteinmatrix (Matrigel). Darüber hinaus unterstützten die EECMs die Langzeitkultur, die großvolumige Organoide mit über 250 μl Liquor förderte. Die Proteomanalyse des Liquors ergab, dass er frühere Hirnorganoide in Bezug auf die Proteinvielfalt übertraf, was sich in 280 Proteinen zeigte, die 500 Gen-Ontologie-Pfade abdeckten, die mit dem erwachsenen Liquor gemeinsam sind.
Künstlich hergestellte EECM-Matrizen stellen einen wichtigen Fortschritt im Neural Engineering dar, da sie das Potenzial haben, die strukturelle, zelluläre und funktionelle Vielfalt, die in fortgeschrittenen Gehirnmodellen erreicht werden kann, erheblich zu verbessern.
Engineered extracellular matrices facilitate brain organoids from human pluripotent stem cells
Joerg Lahann, Eva L. Feldman
Eingestellt am: 20.07.2023
[1] https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/acn3.51820?emci=2942ffe9-c724-ee11-a9bb-00224832eb73&emdi=ab0a670d-ae25-ee11-a9bb-00224832eb73&ceid=2015591
