Entwicklung räumlich organisierter Hirnorganoide
2023
Kyoto University Institute for Advanced Study, Kyoto, Japan(1)
University of California, Irvine, USA(2)
University of California, Irvine, USA(2)
Bei der Entwicklung des menschlichen Gehirns fungieren Gruppen von Gehirnzellen als "Signalzentren", indem sie Gradienten bestimmter Moleküle erzeugen, um die Gehirnorganisation zu steuern. In dieser Arbeit wird eine Gehirn-Organoid-on-a-Chip-Plattform demonstriert, die Signalgradienten erzeugt, welche die Induktion strukturierter Vorderhirn-Organoide ermöglichen.
Um die gezielte Entwicklung unterschiedlicher Hirnregionen in aus induzierten pluripotenten Stammzellen (iPSC) generierten Organoiden zu ermöglichen, wurde ein mehrschichtiges mikrofluidisches System entwickelt. Das System ist in der Lage, vier verschiedene Konzentrationsgradienten in einer Kulturkammer zu erzeugen und gleichzeitig eine hohe Scherbelastung zu vermeiden. In der Kultivierungskammer wurden Vorderhirn-Organoide in Hydrogele eingebettet und einem extrazellulären Gradienten des an der Gehirnentwicklung beteiligten Moleküls Smoothened Agonist (SAG) ausgesetzt. Die resultierenden Organoide zeigten topographisch organisierte Domänen, einschließlich kortikaler, lateraler und/oder medialer transienter fetaler Hirnstrukturen in einer präzisen räumlichen Organisation von ventralen und dorsalen Domänen.
Diese strukturierten Organoide stellen eine verbesserte Nachbildung des menschlichen Gehirns dar und werden bei der Bewertung der Gehirnentwicklung und der Erforschung von Krankheiten nützlich sein.
Brain organoid-on-a-chip to create multiple domains in forebrain organoids
Ken-ichiro Kamei(1), Momoko Watanabe(2)
Eingestellt am: 29.09.2023
[1] https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2023.09.18.558278v1
