Microfluïdische technieken voor de regulatie van spatio-temporele patroonvorming in 3D organoïden van de neurale buis

Inzicht in hoe cellen zich ontwikkelen tot weefselpatronen tijdens de vroege embryonale stadia is een van de meest essentiële vragen in de ontwikkelingsbiologie. De neurale buis, de vroeg embryonale structuur die later het ruggenmerg vormt, is recent opgekweekt uit muis embryonale stamcellen. Deze 3D in vitro structuur bootst veel kenmerken na van de vroege in vivo morfogenese, inclusief de dorso-ventrale patroonvorming. In vivo patroonvorming wordt geïnduceerd door directionele secretie van morfogenen afkomstig van het notochord, een aparte embryonale structuur ventraal gelegen ten opzichte van de neurale buis, terwijl in vitro patroonvorming daarentegen geïnduceerd wordt door een ruimtelijk uniforme behandeling met retinoïnezuur voor een welbepaalde tijdsduur. Om deze schijnbare discrepantie te onderzoeken, en om de rol van directionele signalering in de morfogenese van de neurale buis te begrijpen, stellen we de ontwikkeling van microfluïdische technieken voor, die in vitro complexe ruimtelijke signaalpatronen kunnen definiëren. We verwachten dat we met een dergelijke biotechnologische benadering voor het eerst specifieke en wel-gedefinieerde patronen zullen bekomen in een 3D in vitro organoïde model, resulterend in beter inzicht in de relatie tussen spatiotemporele signaalmodulatie en morfogenese.