Ontwikkeling van isogene humane embryonale stamcel-afgeleide 3D neuro-immuun celcultuurmodellen: preklinische evaluatie van interleukine 13 voor microglia en macrofaag immunomodulatie onder pathologische conditie van hersenberoerte.

Ontwikkeling van drie-dimensionele (3D) in vitro celcultuurmodellen voor humaan neuro-immunologisch onderzoek is momenteel een belangrijke onderzoeksrichting in medisch celbiologisch onderzoek. Alhoewel verschillende protocollen reeds beschreven zijn voor generatie van humane 3D hersenorganoiden startende van pluripotente stamcellen, hebben deze huidige modellen belangrijke beperkingen, waaronder de afwezigheid van extracellulaire matrix (ECM) componenten, de afwezigheid van verschillende types van immuuncellen en een functionele bloedhersenbarrière (BHB). Met dit project hebben we als doel een nieuwe methode voor de generatie van 3D neuro-immuun celcultuurmodellen te ontwikkelen en valideren om studie en modulatie van humane neuro-immuunprocessen in vitro te bevorderen. Hiervoor zullen isogene 3D celculturen aangemaakt worden, bestaande uit humane embryonale stamcel (hESC)-afgeleide neuronen, astrocyten en microglia, met als groeisubstraat gedecellulariseerde muis hersensneden, waardoor originele hersen ECM eiwitten groei- en structurele ondersteuning kunnen geven. Bijkomend zullen hESC-afgeleide astrocyten en endotheelcellen gebruikt worden om een BHB model te genereren als fysische barrière voor hESC-afgeleide macrofagen. Verdere inclusie van strategieën voor genetische modificatie om bioluminescentie beeldvorming en confocale microscopie op (levende) 3D celculturen toe te laten, zal aangewend worden om deze technologie grondig te evalueren en aan te passen voor onderzoeksdoeleinden in de biomedische industrie. Eens geoptimaliseerd zal deze technologie tevens aangewend worden om eigen onderzoekslijnen verder te ondersteunen waarbij we het therapeutisch effect van interleukine 13 (IL13)-gebaseerde immunomodulatie verder willen onderzoeken in experimentele modellen van hypoxie en hypoglycemie (cfr. hersenberoerte). Eens gevalideerd, geloven we dat implementatie van deze technologie door onderzoeksinstellingen en/of farmaceutische industrie een grote impact kan hebben niet alleen op de betrouwbaarheid van preklinische evaluatie van nieuwe medicatie, en hieruit voortvloeiend op de medische en sociale investeringen in onze gezondheidszorg, maar tevens ook toepassingen zal vinden in humaan toxicologisch onderzoek.

Trefwoorden:MICROGLIA, EMBRYONALE STAMCELLEN, NEUROINFLAMMATIE, 3D CELCULTUUR

Disciplines:Genetica, Systeembiologie, Gynaecologie en verloskunde, Immunologie, Moleculaire en celbiologie, Morfologische wetenschappen, Neurowetenschappen, Ontdekking en evaluatie van biomarkers, Ontdekking en evaluatie van geneesmiddelen, Medicinale producten, Farmaceutica, Farmacognosie en fytochemie, Farmacologie, Farmacotherapie, Toxicologie en toxinologie, Andere farmaceutische wetenschappen, Biologische en fysiologische psychologie, Cognitieve wetenschappen en intelligente systemen, Ontwikkelingspsychologie en veroudering