Neuronale Organoide mit Astrozyten für toxikologische Studien
2020
Universität Konstanz, Konstanz, Deutschland
Eine schnelle und robuste Methode zur Erzeugung von 3D-kultivierten menschlichen dopaminergen Neuronen (LUHMES) für Toxizitätstests und Langzeitkulturen wird vorgestellt. Ein spezieller Plattierungsschritt ermöglicht die Erzeugung von Neuritennetzwerken mit definierter 2D-Orientierung, während alle Zellkörper (Somata) in einer kuppelartigen 3D-Struktur verbleiben. Diese als 2,5-dimensional bezeichneten Kulturen bieten neue Ansätze zur Quantifizierung toxischer Wirkungen auf Organoide durch Standardtechnologie und hohen Durchsatz. Beispielsweise reagiert das System auf die Parkinson-Modell-Toxika MPP +, Rotenon, MG-132 und den Ferroptose-Induktor Erastin. Darüber hinaus ist ein stabiler Einbau von Astrozyten oder Mikroglia aus menschlichen Stammzellen möglich. Zugesetzte Astrozyten stabilisieren den postmitotischen Zustand der LUHMES-Neuronen und ermöglichen dadurch die Bildung eines stabilen mikrophysiologischen Systems. Es wird eine Neuroprotektion gegen den Proteasom-Inhibitor MG-132 und den Ferroptose-Induktor Erastin durch eine solche Glia beobachtet. Dies veranschaulicht die entscheidende Schutzfunktion von Astrozyten bei der Neurodegeneration. Die Modularität des Systems wird ferner genutzt, um Mikroglia zusammen mit Astrozyten in die Organoide einzubauen. Solche verhältnisdefinierten Organoide auf der Basis von drei Zelltypen werden neue Ansätze zur Untersuchung der Pathophysiologie und Toxikologie des Nervensystems beim Menschen ermöglichen.
Incorporation of stem cell-derived astrocytes into neuronal organoids to allow neuro-glial interactions in toxicological studies
Marcel Leist
Eingestellt am: 07.07.2020
[1] https://www.altex.org/index.php/altex/article/view/1486
