Actuoïden: bio-engineering van de neurale buis met zachte bediening

De neurale buis, de precursorstructuur van het centrale zenuwstelsel,
vormt zich vanuit een aanvankelijk vlak neuro-epitheel, neurale plaat
genoemd, dat vouwt en een buisvormige architectuur creëert.
Voorlopercellen differentiëren in verschillende neurale typen en
organiseren zich in afzonderlijke domeinen terwijl de neurale buis
buigt. Neurale buisvorming genereert ruimtelijk heterogene
spanningen op voorlopercellen, waardoor de toewijding aan het
neurale lot wordt beïnvloed. Het is echter niet bekend hoe
geometrische vervorming van het weefsel het ontstaan van patronen
en morfogenese beïnvloedt. Hier stellen we voor om mechanische
krachten op epitheliale neurale voorlopers op te leggen om ze te
vertragen en een planaire tot een neurale buisachtige geometrie te
vormen. Door gebruik te maken van 3D-geprinte aandrijfapparatuur
en morfogeenbronnen, zal een strook gezaaid met geïnduceerde
pluripotente stamcellen vervormen en een nieuw bio-ontwikkeld
model van menselijke neurale buisontwikkeling creëren. Dit zal het
mogelijk maken om te bepalen hoe mechanisch vouwen en
buisgrootte de specificatie van het neurale lot en de vestiging van
multiaxiale patronen beïnvloeden. We zullen dit biomimetische model
gebruiken om te beoordelen hoe cellen van patiënten met spina
bifida, een defect in de sluiting van de neurale buis, een verminderd
vermogen hebben om mechanische stimuli te decoderen.