Ang mga siyentipiko ng USC ay bumuo ng unang all-human brain organoids na modelo ng cerebellum na may mga functional neuron

Sa una para sa mga siyentipiko ng USC Stem Cell, ang laboratoryo ni Giorgia Quadrato, isang assistant professor ng stem cell biology at regenerative medicine, ay nagpasimuno ng isang nobelang human brain organoid model na bumubuo ng lahat ng pangunahing uri ng cell ng cerebellum, isang hindbrain region na pangunahing ginawa. ng dalawang uri ng cell na kinakailangan para sa paggalaw, pag-unawa, at emosyon: mga granule cell at Purkinje neuron. Ito ay minarkahan ang unang pagkakataon na ang mga siyentipiko ay nagtagumpay sa pagpapalaki ng mga selula ng Purkinje na nagtataglay ng mga molecular at electrophysiological na tampok ng mga functional neuron sa isang sistema ng lahat ng tao. Ang mga tagumpay na ito sa pagmomolde ng utak na nakadirekta sa organo ay nai-publish kamakailan sa journal Cell Stem Cell.

Ang reproducible co-development at maturation ng mga pangunahing uri ng cell ng pagbuo ng cerebellum sa isang human organoid model ay nagbibigay ng isang bagong paraan upang tuklasin ang pinagbabatayan na biology ng cerebellar development at mga karamdaman at isulong ang mga therapeutic intervention.”

Giorgia Quadrato, assistant professor sa Eli at Edythe Broad CIRM Center para sa Regenerative Medicine at Stem Cell Research sa Keck School of Medicine ng USC

Kinokontrol ng cerebellum ang paggalaw at gumaganap ng mahahalagang tungkulin sa mga function ng cognitive, kabilang ang wika, spatial processing, working memory, executive function, at emosyonal na pagproseso.

Ang pagkabulok ng mga selula ng Purkinje ay nauugnay sa iba’t ibang neurodevelopmental at neurodegenerative disorder, kabilang ang autism spectrum disorder at cerebellar ataxia, isang kondisyon na nakakaapekto sa paggalaw ng kalamnan.

Iba pang mga neuron sa loob ng organoids-;parehong mga excitatory neuron na nagbabahagi ng impormasyon, at mga inhibitory neuron na pumipigil sa pagbabahagi ng impormasyon-; nabuong mga circuit at nagpakita ng coordinated na aktibidad ng network, na nagpapakita na ang mga ito ay functional nerve cells din. Bilang karagdagan, ang mga organoid ay bumuo ng mga selulang progenitor na partikular sa tao, na nauugnay sa medulloblastoma, ang pinakakaraniwang metastatic na tumor sa utak sa mga bata. Ginagawa nitong ang mga organoid ay isang potensyal na kapaki-pakinabang na modelo para sa pag-aaral at paghahanap ng mga paggamot para sa pediatric cancer na ito.

Dahil sa tamang panlabas na mga pahiwatig, ang mga organoid ay maaari ding mahikayat sa pagbuo ng mga anatomical na tampok tulad ng mga layer, na sumasalamin sa normal na pag-unlad ng embryonic na utak.

Lumilikha ang modelo ng organo ng isang plataporma para sa pagtuklas ng mga bagong paggamot para sa iba’t ibang sakit.

“Ang pag-aaral na ito ay nagbibigay ng isang physiologically related, all-human model system upang ipaliwanag ang mga mekanismong partikular sa uri ng cell na namamahala sa pag-unlad at sakit ng cerebellar,” sabi ni Alexander Atamian, isang kandidato sa PhD sa Quadrato Lab at unang may-akda ng Cell Stem Cell pag-aaral.

Ang mga karagdagang co-authors ay sina Macella Birtele, Negar Hosseini, Tuan Nguyen, Anoothi ​​Seth, Ashley Del Dosso, at Marcelo P. Coba mula sa USC; Sandeep Paul, Neil Tedeschi, at Ryan Taylor mula sa Spatial Genomics; Ranmal Samarasinghe mula sa UCLA; at Carlos Lois mula sa California Institute of Technology.

Ang proyektong ito ay pinondohan ng Robert E. at May R. Wright Foundation, The Eli and Edythe Broad Foundation, at ng Edward Mallinckdot, Jr. Foundation.