مقالة مراجعة

عضويات الدماغ كمنصات ناشئة لنمذجة عدوى الجهاز العصبي المركزي: المرض العصبي، الاكتشاف العلاجي، وتوصيل الأدوية

136 مشاهدات

⸱

DOI:

10.3791/70757

⸱

أغسطس 7, 2026

 ,  ,  , 
1Laboratory of Molecular Virology, George Mason University

* These authors contributed equally

في هذه المقالة

ملخص

تفحص هذه المراجعة عضويات الدماغ كمنصات لنمذجة بعض العدوى الفيروسية العصبية العصبية وتبرز تطبيقاتها في التسبب المرضي الفيروسي واكتشاف مضادات الفيروسات والاستجابات المناعية الفطرية وتوصيل الأدوية المستهدفة للجهاز العصبي المركزي.

الملخص

لا تزال الفيروسات العصبية العصبية تحديا مستمرا في الصحة العالمية، والآليات التي تتسبب في إلحاق الضرر بالدماغ البشري لم تفهم بالكامل بعد. غالبا ما تكون نماذج الحيوانات محدودة بجوانب محددة من بيولوجيا الجهاز العصبي المركزي المتخصص في الإنسان الخاص، بينما لا تستطيع الزراعة الخلوية ثنائية الأبعاد (ثنائية الأبعاد) أن تعيد تلخيص التفاعلات الخلوية ثلاثية الأبعاد المعقدة التي تحدث أثناء العدوى الفيروسية في الدماغ. على مدار العقد الماضي، ظهرت العضويات الدماغية المشتقة من الخلايا الجذعية البشرية كنماذج فسيولوجية ذات صلة تعالج هذه القيود. تتجمع هذه الثقافات ثلاثية الأبعاد ذاتيا في هياكل تحتوي على الخلايا العصبية والخلايا النجمية والخلايا السلفية مرتبة بأنماط تشبه التطور المبكر للدماغ. تفحص هذه المراجعة تطبيق العضويات الدماغية في دراسة العدوى الناتجة عن فيروس زيكا (ZIKV)، وفيروس كورونا 2 (SARS-CoV-2) المتلازمة التنفسية الحادة الشديدة (SARS-CoV-2)، وفيروس الهربس البسيط (HSV)، وفيروس نقص المناعة البشرية النوع الأول (HIV-1). تم فحص الدراسات من PubMed وتم إدراجها في القائمة النهائية بناء على أهميتها لنمذجة عدوى الجهاز العصبي المركزي المعتمد على الأعضاء العضوية، وفحص الأدوية المضادة للفيروسات، وتوصيل الأدوية الموجهة عبر الجهاز العصبي المركزي، والالتهاب العصبي. حدد الفحص المضاد للفيروسات المعتمد على العضوية مركبات واعدة من مكتبات تحتوي على أكثر من 1000 مرشح. كما تناقش استراتيجيات توصيل الأدوية، مع التركيز بشكل خاص على الجسيمات النانوية، والحاملات القائمة على البوليمر، والحويصلات خارج الخلايا (EVs) التي تم تقييمها في نماذج العضوية والكروية لقدرتها على عبور الحاجز الدموي الدماغي (BBB) وتوصيل الشحنات العلاجية إلى الخلايا العصبية. كما يتم دراسة أدوار الأنماط الجزيئية المرتبطة بالضرر والممرضات (DAMPs وPAMPs) في التهاب الأعصاب، وتفادي المكملات، والضرر المزمن بعد العدوى، بما في ذلك كوفيد طويل الأمد. تناقش القيود الحالية، بما في ذلك نقص الأوعية الدموية الوظيفية، ومكونات BBB غير المكتملة، وتحديات قابلية التكرار. على الرغم من هذه القيود، فإن عضويات الجهاز العصبي المركزي تجسر الفجوة بين البحث الأساسي والتطبيق السريري، مما يعزز تطوير علاجات فعالة للعدوى الفيروسية في الدماغ.

المقدمة

الجهاز العصبي المركزي (CNS) هو نظام معقد يتكون من مناطق وظيفية مميزة من الدماغ والحبل الشوكي. العضويات العصبية المركزية، التي يشار إليها غالبا باسم "الأدمغة المصغرة"، هي هياكل ثلاثية الأبعاد متعددة الخلايا تحاكي نمو الدماغ البشري. يتم توليدها بشكل أساسي من الخلايا الجذعية متعددة القدرات البشرية (hPSCs)، التي يمكن أن تتجمع ذاتيا في أنسجة تمثل مناطق دماغية متنوعة. تعيد هذه الأدمغة الصغيرة ملخص الأنماط اللاجينية، والبنية، والعلامات النمطية للدماغ النامي 1,2,3.

تم تطوير إنتاج الأعضاء الدماغية باستخدام الخلايا الجذعية متعددة القدرات المستحثة المشتقة من المرضى (iPSCs) لأول مرة في عام 2013. قبل هذا الاكتشاف، كان الوصول إلى أنسجة دماغ الإنسان محدودا بسبب القضايا الأخلاقية المرتبطة بإجراء دراسات تجريبية، خاصة تلك التي تتعلق بأنسجة دماغ جنينية أو في الرحم 2. أظهر تطور الأعضاء الدماغية القدرة على محاكاة التطور العصبي البشري، بما في ذلك تكوين مناطق دماغية مميزة مثل القشرة الدماغية. قدم لانكستر وآخرون أول دليل تجريبي على أن الخلايا الجذعية يمكن أن تشكل هياكل عصبية معقدة في المختبر، مقدمين نموذجا يعكس فسيولوجيا الإنسان بدقة أكبر من الزراعة التقليدية ثنائية الأبعاد(2D) 5. ومن المهم أن بعض الحالات التطورية العصبية البشرية، مثل صغر الرأس، أثبتت صعوبة في تكرارها في نماذج القوارض، مما يؤكد الحاجة إلى أنظمة مشتقة من الإنسان6.

تحتوي عضويات الجهاز العصبي المركزي على أنواع متعددة من الخلايا التي تتمايز وتشكل هياكل متعددة الطبقات تشبهالدماغ النامي، مما يجعلها مناسبة جدا للدراسات عالية الإنتاجية حول تكوين الأعصاب، وهجرة الخلايا العصبية، والاضطرابات التنموية8. يبدأ توليد عضويات الجهاز العصبي المركزي بالخلايا الجذعية متعددة القدرات (PSCs)، والتي تشمل الخلايا الجذعية متعددة القدرات والخلايا الجذعية الجنينية. تتعرض الخلايا الجذعية الجنينية لعوامل النمو ومثبطات الإشارات لتعزيز التمايز في الخلايا العصبية ومحاكاة التطور الجنيني المبكر2. بمجرد أن تبدأ الخلايا في التجمع، تخضع لتنظيمها الذاتي داخل بيئة ثلاثية الأبعاد وغالبا ما تدمج في مصفوفة خارج الخلية لتوفير الاستقرار الهيكلي. عادة ما يتم الحفاظ على العضويات تحت ظروف زراعة ديناميكية، مثل المفاعلات الحيوية الدوارة أو الاهتزاز المداري، لتعزيز توصيل المغذيات والأكسجين ودعم النمو المستمر9. يمكن أيضا توليد عضويات محددة للمنطقة في الدماغ الأمامي والمتوسط والدماغ الخلفي باستخدام بروتوكولات موجهة في المفاعلات الحيوية الدوارة المصغرة، حيث تظهر مناطق دماغية مميزة عادة على مدى عدة أسابيع إلى أشهر 9,10,11. تلتقط الأعضاء العضوية في الجهاز العصبي المركزي العديد من السمات الهيكلية الرئيسية للدماغ البشري النامي، بما في ذلك المناطق البطينية التي تحتوي على الدبقية الكعبرية التي تدعم الخلايا المهاجرة والأسلاف الوسيطة التي تضخم تجمعات الخلايا العصبية12. تشكل الخلايا العصبية المبكرة طبقات شبيهة بالقشرة مع شبكات مشبكية ناشئة. على الرغم من أن العضويات لا تحاكي حجم أو تنظيم الدماغ الناضج بالكامل، إلا أنها أكثر أهمية فسيولوجيا من الثقافات الأحادية التقليدية.

ميزة رئيسية للعضويات العصبية المركزية هي قدرتها على نمذجة توقيت التطور. تتقدم الثقافات من أسابيع إلى شهور وتتطور دماغي الجنين البشري بالتوازي. يتيح ذلك للباحثين مراقبة العمليات العصبية مثل تكوين الأعصاب، وتمدد المحاور العصبية، وتكوين الدوائر العصبية المبكرة في الوقت الحقيقي. يمكن أيضا برمجة الأعضاء لتشمل الخلايا الدبقية الدقيقة، أو الخلايا الشبيهة بالأوعية الدموية، أو حتى مكونات الحاجز الدموي-الدماغي (BBB)، مثل الخلايا النجمية، والخلايا البطانية، والبيرسيتات. يمكن لهذه العضوية دعم دراسات الاستجابات المناعية ونقل المواد13. بالإضافة إلى ذلك، يمكن دمج الأعضاء العضوية لإنشاء تجميعات، وهي أنظمة ذاتية التنظيم تمثل التواصل بين مناطق دماغية مختلفة14. وبفضل هذه القدرات، توفر عضويات الجهاز العصبي المركزي طريقة مباشرة للتحقيق في كيفية غزو الفيروسات العصبية للدماغ، وتتكاثرها، وإلحاق الضرر بذلك، وهي أسئلة طالما كان من الصعب معالجتها باستخدام النماذج التقليدية.

هناك عدد هائل وتنوع كبير من الفيروسات العصبية التي يمكن أن تؤثر على دماغ الإنسان، بما في ذلك الفيروسات الفلافيروس، وفيروس كورونا 2 (SARS-CoV-2)، وفيروس الهربس البسيط (HSV)، وفيروس نقص المناعة البشرية من النوع الأول (HIV-1). تطوير علاجات مضادة للفيروسات فعالة أمر بالغ الأهمية لكنه يظل تحديا بسبب تعقيد التفاعلات بين الفيروس والدماغ. يعتبر الدماغ عضوا مميزا للمناعة، مدعوما ب BBB، الذي يمنع خلايا ومجزيئات المناعة الكبيرة من دخول الدماغ من مجرى الدم.

طورت الفيروسات العصبية العصبية استراتيجيات متنوعة لاختراق هذا الحاجز، بما في ذلك الهجرة عبر الخلايا، وتعطيل الوصلات الضيقة، وآلية "حصان طروادة"، حيث تحمل الخلايا المناعية المصابة الفيروس عبر بطانة الرحم4. نتيجة لذلك، يتم تقييد المراقبة المناعية في الدماغ، مما يجعل تطهير الفيروس أكثر صعوبة. علاوة على ذلك، تعبر المكونات الخلوية في ال BBB، بما في ذلك الخلايا البطانية والخلايا النجمية والبحوض، عن مستقبلات التعرف على الأنماط التي تكتشف الأنماط الجزيئية المرتبطة بمسببات الأمراض الفيروسية (PAMPs) وتبني استجابات مناعية فطرية، رغم أن الإشارات الالتهابية يمكن أن تزيد بشكل متناقض من اضطراب الكتلة الدماغيةالزائدة 15. بالإضافة إلى ذلك، فإن الوصول المحدود إلى أنسجة دماغ الإنسان يعيق دراسات التفاعلات الفيروسية مع الخلايا العصبية وتوصيل العوامل المضادة للفيروسات القوية إلى الجهاز العصبي المركزي. تعيق هذه التحديات المشتركة اكتشاف عوامل مضادة للفيروسات جديدة لعلاج العدوى الفيروسية في جميع مراحل النمو وعلى مدى الحياة، مما يجعل من الضروري فهم كيفية تفاعل الفيروسات مع الدماغ بشكل أفضل وتطوير استراتيجيات علاجية جديدة لمكافحة هذه العدوى. بشكل عام، تؤكد هذه المراجعة على فائدة عضويات الجهاز العصبي المركزي في دراسة العدوى الفيروسية العصبية العصبية، وآليات الالتهاب العصبي، واكتشاف الأدوية المضادة للفيروسات. يوفر الشكل 1 نظرة عامة على التطبيقات الرئيسية للعضويات الدماغية في نمذجة العدوى الفيروسية العصبية العصبية، والتحقيق في تفاعلات المضيف مع الممرض، وتطوير تطوير العلاجات المضادة للفيروسات.

figure-introduction-1
الشكل 1: العضويات الدماغية كمنصات ذات صلة بشرية لنمذجة العدوى الفيروسية العصبية في الجهاز العصبي المركزي. يقدم الشكل نظرة عامة على المواضيع الرئيسية التي تم تناولها، مع التركيز على العضويات ثلاثية الأبعاد (ثلاثية الأبعاد) في الدماغ كنماذج تجريبية. تشمل الفيروسات العصبية التي نوقشت في هذه المراجعة فيروس نقص المناعة البشرية-1، HSV-1/2، SARS-CoV-2، وZIKV. تمكن نماذج العضو الدماغي المختلفة من دراسات حول مسببات الأمراض الفيروسية، والتفاعلات بين المضيف والممرض، وخلل حاجز الدم والدماغ (BBB)، والاستجابات الالتهابية العصبية التي تشمل الخلايا العصبية، والخلايا النجمية، والدبقية الدقيقة، وخلايا بطانة الدماغ. توفر عضويات الدماغ منصات فسيولوجية ذات صلة لفحص الأدوية المضادة للفيروسات وتقييم العلاجات المضادة للفيروسات. تم إنشاؤه في BioRender. كاشانشي، ف. (2026) https://BioRender.com/y7eenju يرجى الضغط هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الشكل.

مراجعة ومنظور

الاكتشاف العلاجي في العضويات الدماغية المصابة بالفيروس

الفحص المضاد للفيروسات

هناك نقص في العلاجات المعتمدة للعديد من العدوى الفيروسية العصبية العصبية، مما يحد من خيارات العلاج خارج نطاق الرعاية الداعمة. تعد عضويات الدماغ أداة قيمة لاكتشاف مركبات مضادة للفيروسات جديدة من خلال تمكين فحص الأدوية في بيئة ثلاثية الأبعاد ذات صلة فسيولوجية تشبه أنسجة الدماغ البشري. في دراسة أولية، أجري فحص كيميائي عالي المحتوى ل 1,120 دواء معتمدا من إدارة الغذاء والدواء ومرشحا ضد ZIKV في عضويات دماغية شبيهة بالجنين. تم تقييم النشاط المضاد للفيروسات بناء على تكاثر الخلايا وقمع عدوى ZIKV. من بين جميع المركبات التي تم اختبارها، أظهرت تسعة منها إمكانات، مع وجود مركبين—هيدروبروميد هيبيتراترين (HH) وثنائي هيدروكلوريد أمودياكوين (AQ)—برز بسبب تأثيرهما القوي المضاد للفيروسات، مما يقلل بشكل كبير من العدوى عن طريق تثبيط إنتاج الحمض النووي الريبي الفيروسي17.

استكشفت عدة دراسات لاحقة مركبات تستهدف مراحل مختلفة من دورة حياة الفيروس. في دراسة أجراها واتانابي وآخرون، خفض مركب 25-هيدروكسي كوليسترول (25HC)، وهو مركب يمنع دخول الفيروسات عن طريق تثبيط اندماج الغشاء، مستويات ال mRNA في ZIKV في الأعضاء القشرية بنسبة ~74٪ وخفض الخلايا الموجبة ل ZIKV بنسبة ~72٪. علاوة على ذلك، قامت نفس الدراسة بتقييم المركبات المضادة للفيروسات التي تستهدف مستقبل AXL المعبر عنه في الخلايا السلفية العصبية. مثبط جزيء صغير لمجال كيناز التيروزين AXL، R428، أنتج انخفاضا طفيفا في مستويات mRNA في ZIKV (~41٪). ومع ذلك، لم يقلل العلاج بجسم مضاد مضاد ل AXL بشكل ملحوظ من مستويات mRNA ZIKV18. وأخيرا، تم اختبار ثلاثة أدوية مضادة للفيروسات الفلافيروسية، وهي الدوراميسين، الإيفرمكتين، والأزيثرومايسين، في الأعضاء العضوية. خفض الدوراميسين والإيفرمكتين بشكل ملحوظ مستويات mRNA في ZIKV، في حين لم يظهر الأزيثروميسين أي تأثير وقائي ضد ZIKV، كما تم تحديده بواسطة RT-qPCR وimmunostaining18.

في دراسة منفصلة، قام شو وآخرون بفحص 173 مركبا كمثبطات لنشاط كاسباز-3 الناتج عن ZIKV وحددوا الإيمريكاسان كأقوى مرشح حماية عصبية دون التأثير على تكاثر الخلايا في الأعضاء الدماغية. أظهر مركبان إضافيان، النيكلوزاميد وPHA-690509، نشاطا كبيرا ضد ZIKV من خلال تثبيط تكاثر الفيروس في مرحلة ما بعد الدخول بطريقة تعتمد على الجرعة. علاوة على ذلك، أدى العلاج المشترك مع إيمريكاسان وPHA-690509 إلى تأثير إضافي وحافظ على بقاء الخلايا النجمية بعد عدوى ZIKV19. في دراسة أخرى، أظهر الإينوكساسين، وهو معزز لتداخل الحمض النووي الريبي (RNAi)، نشاطا مضادا للفيروسات مباشرا في الخلايا المؤهلة للRNAi ومنع تماما الأنماط الظاهرية الدقيقة الرأسية الناتجة عن ZIKV في الأعضاء الدماغية، مما يشير إلى أن تعزيز المسارات المضادة للفيروسات الذاتية في الخلايا السلفية العصبية قد يمثل استراتيجية علاجية قابلة للتطبيق20.

قام بيتك وآخرون لاحقا بفحص 110 نظائر هيكلية ل TH3289 بجرعات متعددة في العضوية المصابة ب ZIKV21. أظهر مركبان، TH3289 وTH6744، أقوى نشاط مضاد للفيروسات، وكانت أكثر الضربات نشاطا تشترك في نواة بنزيميدازولون. كانت هذه الدراسة مهمة لأن النظام العضوي مكن ليس فقط من فحص المركبات السريع بل أيضا المتابعة الميكانيكية. على سبيل المثال، وجد أن TH6744 يتداخل مع المراحل المتأخرة من دورة حياة ZIKV21.

كما تم استخدام عضويات الدماغ لتحديد المرشحين العلاجيين لعدوى SARS-CoV-2. دواء مضاد لالتهاب الكبد C المعتمد من إدارة الغذاء والدواء (FDA)، سوفوسبوفير، حسن بقاء الخلايا العصبية وأنقذ ضعف التشابك العصبي في الأعضاء الدماغية المصابة بفيروس SARS-CoV-222. كما ساهمت الأعضاء الدماغية في فهم عدوى الجهاز العصبي المركزي الناجم عن فيروس HSV-1؛ ومع ذلك، لا تزال فحوصات الأدوية المضادة للفيروسات لفيروس HSV-1 في النماذج العضوية محدودة مقارنة بالدراسات المتعلقة ب ZIKV وSARS-CoV-2. أظهرت دراسة رائدة باستخدام الخلايا العصبية المشتقة من iPSC أن نقص TLR3 يجعل الخلايا العصبية البشرية عرضة للإصابة بفيروس HSV-1، مما كشف عن ظاهرة خاصة بشرية حيث فشلت نماذج القوارض في التقاط23 نموذجا. مؤخرا، أظهر بيليزي وآخرون أن استهداف تكرارات باليندرومية قصيرة متباعدة بانتظام (CRISPR)-Cas9 لتسلسلات HSV-1 الجينومية يثبط كل من العدوى الأولية وإعادة تنشيط الفيروسات في الزراعة العضوية ثلاثية الأبعاد، مما أسس تعديل الجينات كاستراتيجية مضادة للفيروسات ممكنة لعدوى فيروس الهربس في الجهاز العصبي المركزي24. نظرا لأن مقاومة الأسيكلوفير مشكلة سريرية ناشئة ولا يوجد علاج علاجي لالتهاب الدماغ الهربس25، فإن غياب الفحص واسع النطاق للمركبات المضادة للفيروسات ضد فيروس الهربس-1 في عضويات الدماغ يمثل فجوة معرفية كبيرة.

بالإضافة إلى الجزيئات الصغيرة، تعد أوليغونيوكليوتيدات مضادة للحس (ASOs)، التي تستهدف الحمض النووي الريبي وتعدل التعبير الجيني، أدوات علاجية ناشئة لعلاج مختلف الأمراض، ويمكن استخدام العضويات الدماغية لتقييم علاجات ASO الجديدة26. نظرا لفائدة العضوية في دراسات ASO، يمكن دراسة خصائص مهمة مثل التوزيع الحيوي، والسمية، والفعالية العلاجية في الأعضاء الدماغية المصابة بالفيروسات.

واحدة من أهم تطبيقات عضويات الدماغ هي تقييم سمية الأعصاب للأدوية المضادة للفيروسات الموجودة. وهذا مهم بشكل خاص لأن علاجات فيروس نقص المناعة البشرية الشائعة ثبت أنها سامة لخلايا الدماغ سواء في المختبر أو في الجسم الحي. أظهر أكاي وآخرون السمية العصبية للأدوية المضادة للفيروسات في الثقافات القشرية الأولية التي تحتوي على الخلايا الدبقية الدقيقة، والخلايا النجمية، والخلايا العصبية. أظهرت الخلايا العصبية الإيجابية ل MAP2 انخفاضا يعتمد على الجرعة بعد التعرض للريتونافير والساكينيفير. أدى العلاج بتركيبات من أدوية مضادة للفيروسات القهقرية (cART) إلى سمية عصبية حادة، وأظهرت الزراعة التي عولجت بالزيدوفودين (AZT) زيادة في إنتاج أنواع الأكسجين التفاعلي (ROS)28. على الرغم من أن هذه النتائج تم الحصول عليها باستخدام ثقافات ثنائية الأبعاد، إلا أن الأعضاء الدماغية يمكن أن توسع هذا البحث من خلال توفير منصة أكثر ملاءمة فسيولوجيا لفحص السمية العصبية عالية الإنتاجية للعلاجات الفردية أو المختلطة المضادة للفيروسات القهقرية. للتحقيق في الآليات الكامنة وراء السمية العصبية الناتجة عن مضادات الفيروسات في هذه النماذج ثلاثية الأبعاد، يمكن استخدام تقنيات مثل التحليل الموركولوجي، والاختبارات الوظيفية، والتنميطية النصية29.

بالإضافة إلى فحص السمية العصبية، تم تطوير عضويات دماغية لدراسة اضطراب الأعداف العصبي المرتبط بفيروس نقص المناعة البشرية (HAND)، الذي لا يزال يؤثر على 30٪–50٪ من الأشخاص المصابين بفيروس نقص المناعة البشرية رغم العلاج الفعال للفيروسات القهقرية (ART). الخلايا الدبقية هي المخزن الأساسي لفيروس نقص المناعة الدماغية (HIV-1) في الجهاز العصبي المركزي، وقد لعبت النماذج العضوية دورا أساسيا في توضيح كيفية دفع العدوى الدبقية الدقيقة لتلف الخلايا العصبية. استخدم كونغ وآخرون عضويات دماغية مشتقة من iPSC تحتوي على ميكروغليا ولاحظوا زيادة ملحوظة في تعبير جينات الكيموكينات من CCL2 وCXCL10، إلى جانب تنشيط عدة جينات من النوع الأول المحفزة بالإنترفيرون (MX1، ISG15، ISG20، IFI27، IFITM3، وغيرها) بعد إصابة HIV-130. تم نقل ملف التعبير الجيني الالتهابي إلى الخلايا المارة، بما في ذلك الخلايا العصبية غير المصابة. أظهرت هذه الخلايا العصبية انخفاضا ملحوظا في تعبير ناقلات الناقلات العصبية إلى جانب زيادة في التعبير عن الجينات المرتبطة بالشيخوخة الخلوية وموت الخلايا. كان استخدام عضويات الدماغ في أبحاث فيروس نقص المناعة البشرية رائدا من قبل دوس ريس وآخرين، حيث دمجوا الخلايا الدبقية الصغيرة المصابة بفيروس نقص المناعة البشرية في عضويات الدماغالبشرية 31. هذا النموذج يعيد إنتاج التكاثر الفيروسي منخفض المستوى الذي يلاحظ عادة في دماغ الإنسان. أدى دمج الخلايا الدبقية الصغيرة المصابة بفيروس نقص المناعة البشرية إلى تحفيز استجابة التهابية عصبية مرتبطة بالتنجيم النجمي، والاضطرابات العصبية التنكسية، والتنكس وفقدان العمليات المشبكية العصبية. استخدم دونادوني وآخرون لاحقا الخلايا الجذعية متعددة القدرات المستحثة من الإنسان (hiPSC) والتي تحتوي على الخلايا الدبقية الصغيرة والخلايا النجمية لنمذجة فيروس نقص المناعة البشرية العصبية وتقييم تأثيرات العلاج المضاد للفيروسات القهقرية المركبة (cART) في نظام عضوي ثلاثي الأبعاد32. مجتمعة، توفر هذه الدراسات القائمة على الأورجينويدات رؤى ميكانيكية مهمة حول المعالجة اليدوية وترسخ نظاما نموذجيا قيما للتحقيق في العلاجات الوقائية العصبية.

في الختام، توفر عضويات الدماغ نظاما نموذجيا موحدا لفحص المركبات المضادة للفيروسات مع تقييم التأثيرات العصبية السامة في وقت مبكر من عملية تطوير الدواء. تحديد المركبات المضادة للفيروسات الفعالة هو فقط الخطوة الأولى نحو الترجمة السريرية (الجدول 1). ومن المهم أيضا تطوير استراتيجيات توصيل الأدوية القادرة على توصيل العوامل العلاجية إلى الخلايا المصابة داخل الجهاز العصبي المركزي.

الفيروسنموذج الأورغانويدأنواع الخلاياالنتائج الرئيسيةالقيودالمرجع
ZIKVالعضويات الشبيهة بالجنين المشتقة من hPSCالنوادر العصبية، الخلايا العصبيةقلل HH وAQ من الحمض النووي الريبي الفيروسي من شاشة 1120 مركبةلا توجد خلايا مناعية؛ المرحلة الجنينية17
الأعضاء القشريةالنوادر العصبيةخفض 25HC العدوى بنسبة ~74٪؛ R428 قلل من عدد الحمض النووي الريبي الريبي لفيروس ZIKV بنسبة ~41٪لا يوجد أوعية وعائية18
عضويات الدماغالخلايا العصبية، الخلايا النجميةالحماية العصبية في إمريكاسان؛ نيكلوزاميد وPHA-690509 يثبطان التكاثرلا يوجد ميكرو بريا19
عضويات الدماغالنوادر العصبيةمنع الإينوكساسين صغر الرأس الناتج عن ZIKV عبر RNAiلا توجد خلايا مناعية20
عضويات الدماغالخلايا العصبيةيتداخل TH3289 وTH6744 (نواة البنزيميدازولون) مع دورة حياة ZIKV المتأخرةلا توجد خلايا مناعية21
سارس كوفيد-2الأعضاء الدماغيةالخلايا العصبيةأنقذ سوفوسبوفير التشابك العصبي والبقاء على قيد الحياة العصبيةلا يوجد BBB22
HSV-1الخلايا العصبية المشتقة من iPSCالخلايا العصبيةنقص TLR3 يجعل الخلايا العصبية البشرية عرضة للإصابة؛ ظاهرة خاصة بالإنسانالخلايا العصبية ثنائية الأبعاد فقط23*
الثقافات العضوية ثلاثية الأبعادالخلايا العصبيةقمع كريسبر-كاس9 العدوى الأولية وإعادة التنشيطالنضج المحدود24
فيروس نقص المناعة البشرية-1الأعضاء الدماغية iPSCالخلايا العصبية، الخلايا الدبقية الصغيرةCCL2، CXCL10 رفع التنظيم؛ تنشيط جين الإنترفيرون من النوع الأول؛ شيخوخة الخلايا العصبيةلا يوجد أوعية وعائية30
الدماغ البشري ORGanoids المصابين بالميكروغلياالخلايا العصبية، الخلايا الدبقية الصغيرةالتهاب الأعصاب، الدبق النجمي، التنكس المشبكيلا يوجد أوعية وعائية31
الأعضاء الدماغية في hiPSCالخلايا العصبية، الخلايا الدبقية الدقيقة، الخلايا النجميةتأثيرات cART تم تقييمها في نموذج NeuroHIV ثلاثي الأبعادنموذج المرحلة المبكرة32

الجدول 1: نماذج العضوية الدماغية المستخدمة لدراسة العدوى الفيروسية العصبية الاستوائية. يلخص هذا الجدول الفيروس المدروس، ونموذج العضويات، وأنواع الخلايا المشمولة، والنتائج الرئيسية، والحدود، والمراجع للدراسات النموذجية القائمة على عضويات الدماغ حول إصابات ZIKV وSARS-CoV-2 وHSV-1 وHIV-1.

منصات توصيل الأدوية

العثور على أكثر المركبات المضادة للفيروسات فعالية لعلاج عدوى الجهاز العصبي المركزي أمر ضروري، ولكن بدون توصيل فعال للدماغ، قد تفشل هذه المركبات في تحقيق الفائدة العلاجية. يمكن استخدام الأعضاء الدماغية لتقييم أنظمة توصيل الأدوية لقدرتها على اختراق الأنسجة العصبية وتوصيل الحمولات المضادة للفيروسات.

تستخدم الجسيمات النانوية القائمة على الدهون (LNPs) على نطاق واسع كحاملات للأدوية. وقد أظهرت هذه الحاملات زيادة من توفر الأدوية البيولوجي وتمكن من توصيل الدواء بشكل مستهدف إلى موقع المرض، خاصة عبر منطقة BBB33. تم استخدام تركيبات mRNA المعتمدة على LNP بنجاح في لقاح كوفيد-1934,35. يمكن استخدام عضويات الدماغ لتقييم فعالية وسلامة التركيبات الجديدة المعتمدة على LNP. يمكن أيضا توجيه LNPs إلى جهاز CNS عن طريق تعديل السطح باستخدام الليغندات المستهدفة. على سبيل المثال، تم اقتران ترانسفيرين أو اللاكتوفرين مع LNPs لتسهيل التنقل الخلوي بواسطة المستقبلات وتعزيز النقل عبر BBB36,37. بشكل عام، يمكن دراسة فعالية توصيل الدواء المحتملة، والسمية العصبية، والتغيرات في استقرار التركيبات النانوية بعد اختراق BBB في الأعضاء الدماغية38.

بالإضافة إلى LNPs، تمت دراسة حاملات نانوية متعددة الببتيدات مزدوجة الهدف كنظام توصيل دوائي في عضويات الدماغ البشري. أظهرت الجسيمات النانوية المستهدفة من البولي (حمض L-جلوتاميك) توافقا خلويا ممتازا وقدرة على دخول عضويات شبيهة بالدماغ الأوسط. وقد ثبت أن الألانين والجلوتاثيون يمكنهما توجيه المضادات الطبيعية بكفاءة إلى خلايا البطانة الدماغية واختراق الأعضاء الدماغية، مما يؤدي إلى توصيل الأدويةإلى الدماغ. تم دراسة نفاذية الجسيمات النانوية القائمة على البوليمرات في الأعضاء الثلاثية الأبعاد الدقيقة البشرية، مع التركيز على تأثيرات حجمها وكيمياء السطح. تكونت العضويات الناتجة من خلايا بطانية مشتقة من iPSC البشري، وخلايا نجمية، وخلايا دماغية أولية. كشفت الصور الكونفوكالية أن اقتران الNPs مع الهولوترانسفيرين المرتبط بالليغاند الدماغيزاد بشكل ملحوظ من نفاذيتها40.

بعد ذلك، تم التحقيق في امتصاص واختراق وتوزيع جسيمات الذهب النانوية (AuNPs) في كرويدات BBB الدماغية. تتكون هذه الكرويدات من ستة أنواع من خلايا الدماغ: الخلايا العصبية، الخلايا النجمية، الحضيضات، الخلايا البطانية، الخلايا الدبقية الدقيقة، والخلايا الأوليغوستندروسيت. أفاد المؤلفون أن نقص الأكسجين المؤقت أدى إلى فتح الكتلة الخشبية وزيادة نقل AuNPs إلى داخل الكروي. تمكنت الجسيمات النانوية من دخول الخلايا والنوى بسهولة41. في دراسة مماثلة باستخدام نفس نظام نموذج الكرويد، تم تقييم تتبع حركية اختراق الحاملات النانوية وإطلاق الحمولة العلاجية بواسطة مجهر الليزر الكونفوكلي42. في دراسة أخرى، أظهر بارك وآخرون أن AuNPs المتقاربة من العوامل العصبية التغذية الدماغية (BDNF) دخلت بنجاح إلى الأعضاء الدماغية دون التسبب في سمية كبيرة43.

بعيدا عن استهداف الأجزاء، يمكن أن يلعب شكل وحجم الجسيمات النانوية دورا مهما في قدرة التركيبة النانوية على إيصال حمولتها العلاجية إلى الدماغ44. تراكم كرات البوليسترين بحجم 200 نانومتر المتجهة بالأجسام المضادة ضد VCAM-1 بمقدار 1.2 إلى 1.5 ضعف أكثر من الجسيمات غير المتجهة في الضابطة. ومن المثير للاهتمام أن الجسيمات ذات القضيب أظهرت تراكما أكبر بمقدار 2.1 إلى 2.5 ضعف مقارنة بالعناصر المقابلة، مما يشير إلى أن الجسيمات ذات القضيب تقدم ميزة على الكرات من حيث ارتباط الخلايا. يمكن للعضويات الدماغية أن توفر رؤى مفصلة حول كيفية تأثير هندسة الجسيمات على اختراق الدماغ. بالإضافة إلى ذلك، يمكن دراسة تأثيرات نقص الأكسجين والمركبات البيولوجية النشطة الأخرى على نفاذية BBB بشكل أعمق في الأعضاء العصبية الوعائية في الدماغ45,46.

تمثل الحويصلات خارج الخلية المشتقة من الخلايا الجذعية (EVs) بديلا بيولوجيا لحاملات الأدوية الاصطناعية مثل LNPs. استكشف برانسكوم وآخرون الإمكانات الإصلاحية للحويصلات الخارجية ضد عدوى فيروس نقص المناعة البشرية-1 في المجالات العصبية البشرية47. في هذه الدراسة، ثبت أن الخلايا الكهربائية الناتجة من الخلايا الجذعية المتوسطة (MSCs) وiPSC يمكن أن تخترق بشكل طبيعي المجالات العصبية، وتنقذ القدرة على الاستمرار الخلوي، وتقلل من تعبير السيتوكينات الالتهابية في المناطق العصبية المصابة بفيروس HIV-1، مما يبرز الخصائص الواقية العصبية والمضادة للالتهابات في الخلايا الجذعيةEVs 47. في دراسة أخرى أجراها كيم وآخرون، تم تصميم الحويصلات خارج الخلايا الصغيرة (sEVs) لتوصيل مضادات الفيروسات لعلاج عدوى SARS-CoV-248. تم تحميل الحاملات النانوية ب ACE2 القابل للذوبان (sACE2) عبر التعديل الجيني لخلايا المانحة باستخدام بلازميد يشفر eGFP-CD9ΔTM4-sACE2(WT)، مما أدى إلى تعبير sACE2 على سطح sEV. وقد ثبت أن الفيروس المقاوم للبريت المتجه ب sACE2 حمي من فيروس WT وفيروس شبه النوع48 من بروتين S الطفر. يمكن اختبار آلية الحماية في الأعضاء الدماغية المصابة بفيروس SARS-CoV-2. بالإضافة إلى ذلك، أظهرت دراسة أخرى أن الخلايا المصابة بفيروس HSV-1 تحمل مكونات مناعية فطرية مثل STING، والتي يمكن أن تنشط الاستجابات المناعية الفطرية في الخلايا المستقبلة، مما يؤدي إلى تثبيط قوي لتكاثر HSV-1. تم تحقيق فصل حاسم بين المركبات الكهربائية والجسيمات الفيروسية المعدية بواسطة الطرد المركزيبتدرج الكثافة 49.

يمكن أيضا استخدام الأعضاء الدماغية لاختبار السمية العصبية المحتملة للتركيبات النانوية الدوائية الجديدة. على سبيل المثال، عند حقن AuNPs المصابة بالبجيلة في الأعضاء الدماغية، لوحظ التهاب كبير يصدره إنتاج ROS. على النقيض من ذلك، أظهرت الحمض البوليمري متعدد اللاكتيك فعالية في توصيل الأدوية وانخفاض سمية الخلايا بسبب بطء امتصاصها وقابليتها للتحلل، مما أتاح اختراقها إلى عضوي الدماغ دون إثارة استجابة مناعية50. كما تم تقييم السمية العصبية لAuNPs، والجرافين، ونقاط الكربون في الأعضاء العصبية الوعائية ثلاثية الأبعاد. تكونت هذه الأعضاء من خلايا عصبية، والخلايا الدبقية الدقيقة، وسطح للخلايا البطانية. كشفت هذه الدراسات أن الخلايا الدبقية الصغيرة يمكن أن تلعب دورا محوريا في نفاذية وسمية هذهالتركيبات. علاوة على ذلك، ثبت أن تركيزات عالية من الزنكولوجين NPs تسبب وفاة عصبية كبيرة. ارتبطت آلية السمية بتراكم أيونات الزنك داخل الخلية، مما خفض مستويات بروتين LC3B، مما يشير إلى وجود تهام ذاتي معيب52. بشكل عام، تظهر هذه الدراسات أن الأعضاء ثلاثية الأبعاد في الدماغ يمكنها التقاط كيفية تفاعل التركيبات النانوية مع الأنسجة العصبية، من الامتصاص والاختراق إلى تنشيط المناعة والسمية. يعتمد نجاح استراتيجيات توصيل الأدوية الموجهة عبر الجهاز العصبي المركزي في النهاية ليس فقط على الوصول إلى الخلايا المستهدفة، بل أيضا على تعديل المسارات الالتهابية التي يتم تنشيطها أثناء العدوى، والتي يتم تفعيلها بواسطة إشارات DAMPs وPAMPs.

DAMPs وPAMPs في العدوى الفيروسية

يمكن استخدام عضويات الدماغ لدراسة الDAMPs وPAMPs التي تطلقها الخلايا المجهدة أو المصابة أو المصابة أو المصابة في الجهاز العصبي المركزي. تشمل DAMPs بروتينات الصدمة الحرارية، ATP، وحمض اليوريك، بينما تشمل PAMPs جزيئات بكتيرية وفيروسية وفطرية وطفيلية كبيرة. لذا، تنبه هذه الأنماط الجزيئية الجهاز المناعي الفطري وتنشط عدة مسارات لنقل الإشارات استجابة للمستضدات الأجنبية أو أي علامة مرتبطة عادة بالعدوى. الآليات الكامنة وراء تأثيراتها الوقائية استجابة للعدوى الفيروسية غير مفهومة بالكامل، ويمكن إجراء تحقيقات مفصلة لهذه العمليات في عضويات الدماغ53. ترتبط DAMPs وPAMPs المفرجة بمجموعة كبيرة من المستقبلات، بما في ذلك مستقبلات شبيهة ب Toll (TLRs)، ومستقبلات شبيهة ب NOD (NLRs)، ومستقبلات شبيهة ب AIM2، ومستقبلات شبيهة ب RIG-I (RLRs)، ومستقبلات ليكتين من النوع C (CLRs)، والتي تعبر عنها على غشاء البلازما أو داخل الخلية54. تعد هذه المستقبلات ضرورية لإنتاج السيتوكين والإنترفيرون استجابة للعدوى الفيروسية العصبية العصبية، بما في ذلك EV-71، HIV-1، HSV-1، فيروسات الفلافيروس، فيروس غرب النيل (WNV)، وغيرها.

بحث سلوويكوفسكي وآخرون في كيفية تنسيق DAMPs، والكيموكينات، وجزيئات الالتصاق التي تطلقها الخلايا العصبية التالفة لدخول كريات الدم البيضاء إلى الجهاز العصبي المركزي أثناء التهاب الدماغ الفلايفيروس55. على وجه الخصوص، تم الكشف أن WNV يزيد من تعبير علامات موت الخلايا النيجية شديدة الالتهاب والبيروبتوسيس التي تعزز إطلاق DAMPs في الدماغ المصاب. عندما يتم إطلاق مثل هذه الجزيئات، مثل بروتين مجموعة الحركة عالية الحركة 1 (HMGB1)، فإنها تحفز مسارات إشارات متعددة، مما يؤدي إلى هجرة وحيدات الخلايا المنشطة والبلاعم والخلايا التغصنية المعتمدة على CXCR4 إلى الأنسجة المصابة56,57. علاوة على ذلك، أظهر أن DAMPs يمكن إفراز استجابة للعدوى، تليها زيادة في مستويات TLR وتفاقم التهاب الجهاز المركزي وتلف الأنسجة58. بشكل عام، تشير هذه الدراسات إلى أن العدوى الفيروسية تبدو وكأنها تحفز مسارات إشارات DAMP-PAMP المتداخلة، مما يؤدي إلى التهاب عصبي وتلف الأنسجة. بشكل عام، يمكن أن تكون الأعضاء العضوية في الدماغ التي تحتوي على الخلايا الدبقية الصغيرة والخلايا النجمية نموذجا لتتبع استجابات التسلسلات المناعية في الأنسجة العصبية البشرية، خاصة التفاعل بين إفراز الرطوبة والالتهاب العصبي الوسيط ب TLR.

يعد نظام المكملات عنصرا رئيسيا في المناعة الفطرية التي تستجيب بسرعة للعدوى. ومع ذلك، طورت العديد من الفيروسات آليات للتغلبعلى هذا النظام الدفاعي. بعض الفيروسات تتجنب نظام الممم عن طريق إنتاج بروتينات ترتبط بمكونات المكمل وتثبطها أو تحتجزها. وقد تم إثبات ذلك في مجموعة متنوعة من الفيروسات، بما في ذلك فيروس T اللمفوتروبي البشري-1 (HTLV-1)، وفيروس الخلايا الضخمة للخلية البشري (HCMV)، وفيروس HIV-1، وفيروس القرد 5 (SV5)، وفيروس النكاف (MuV)، التي تدمج بروتينات المكملة المضيفة في فيريوناتها (أي CD55/DAF، CD59، CD64، وMCP). تثبط هذه البروتينات الاستجابة المناعية الفطرية، مما يعزز تكاثر الفيروسات واستمرارها. لذا، يمكن استخدام عضويات الدماغ لتحديد الآليات المحددة التي تهربت بها الفيروسات من نظام التكميم. تشير الأدلة المتزايدة إلى أن DAMPs وPAMPs لا يشكلان الاستجابة المضادة للفيروسات الأولية فحسب، بل يعملان أيضا كوسطاء رئيسيين للالتهاب المستمر الذي يكمن وراء الحالات المزمنة بعد الفيروسية.

دور DAMPs/PAMPs في الالتهاب المستمر الناتج عن العدوى الفيروسية

بعيدا عن المرحلة الالتهابية الحادة، يمكن أن تسبب العدوى الفيروسية التعرض المزمن لمضادات الضرر والنمو، مما يؤدي إلى عواقب التهابية طويلة الأمد، خاصة في الدماغ. يمكن أن تصبح الأعضاء الدماغية أداة قوية لدراسة الآليات الكامنة وراء المتلازمات المرتبطة بمرحلة ما بعد الحادة من العدوى.

معظم الفيروسات البشرية غير المستمرة المعروفة حاليا تنشط الاستجابات المناعية خلال المرحلة الحادة من العدوى، تليها القضاء على مسببات الأمراض. ومع ذلك، في بعض الحالات، يعاني المرضى من أعراض مستمرة قد تختلف عن تلك التي لوحظت خلال المرحلة الحادة وقد تستمر لأشهر أو حتى سنوات. على وجه التحديد، يبلغ المرضى المصابون بكوفيد-19 طويل الأمد عن التعب المزمن، و"ضباب الدماغ"، والحمى، والألم، ومضاعفات عصبيةأخرى. علاوة على ذلك، قد يزيد الالتهاب المزمن من الوفيات والمراضة، بالإضافة إلى خطر الإصابة بسرطان الشرايين والسرطان وضعف الإدراك62,63.

بالإضافة إلى ذلك، يمكن أن يؤدي استمرار البروتينات الفيروسية والحمض النووي الريبي إلى ارتفاع مستويات السيتوكينات الالتهابية مثل TNF-α، IL-1α، IL-1β، IFN-γ، وIL-6، مما يسبب تلف الأنسجة، والشيخوخة المبكرة،وإرهاق الجهاز المناعي. التكاثر البطيء أو آثار المكونات الفيروسية قد يؤدي إلى إطلاق DAMPs/PAMPs التي تتفاعل مع مستقبلاتها الخاصة، مما يسبب التهابا منخفض الدرجة مستمرا65. في بعض الحالات، يمكن أن تؤدي عدوى فيروس الهربس-1 في الدماغ إلى تلف عصبي يليه التهاب الدماغ، وقد تساهم في النهاية في تطور اضطرابات تنكسية عصبية مثل مرض الزهايمر66. يمكن أن تكون آليات الالتهام الذاتي المعطلة سببا رئيسيا للالتهاب المزمن لدى مرضى HSV-2، حيث تؤدي آليات الحماية المعيبة إلى تكرار الفيروس المستمر، ووجود المكونات الفيروسية باستمرار في الدماغ، والتنكس العصبي67. تقوم هذه المكونات الفيروسية بتنشيط حساسات المناعة الفطرية عبر PAMPs ويمكنها التحكم في مسارات الإشارة لتجاوز التأثيرات المضادة للفيروسات الناتجة عن تنشيط المناعة الفطرية. ومن المهم أن HCMV وفيروس إبشتاين-بار (EBV) أظهرا وجود عدوى فيروسية مزمنة تعزز ضعف المناعة68,69. قد يساهم الشيخوخة المستمرة الناتجة عن العدوى أيضا في الالتهاب طويل الأمد المرتبط بأنواع مختلفة من العدوى الفيروسية. توفر عضويات الدماغ ثلاثية الأبعاد ذات المكونات المناعية المتكاملة منصات ذات صلة لفهم الآليات المعقدة وراء التعرض المزمن ل DAMPs/PAMPs ودورها في المضاعفات طويلة الأمد للعدوى الفيروسية في الجهاز العصبي المركزي.

الحدود والمنظور:

على الرغم من ميزاتها مقارنة بالنماذج التقليدية في المختبر، إلا أن عضويات الدماغ تعاني من قيود كبيرة يجب معالجتها لدعم تطبيقها الأوسع. على وجه التحديد، تفتقر معظم الأعضاء إلى الخلايا المناعية المقيمة، والتي تعد مساهمات رئيسية في نمذجة الأمراض الفيروسية وفهم الاستجابات المناعية الفطرية والتكيفية أثناء العدوىالفيروسية. على وجه الخصوص، تفتقر البروتوكولات العضوية القياسية إلى الخلايا الدبقية الصغيرة المدمجة، وهي الخلايا المناعية الأساسية في الجهاز العصبي المركزي وخزان فيروس HIV-1، مما يحد من نمذجة الالتهاب العصبي واستمرارية الفيروس. هناك عيب آخر وهو تعقيد الأنسجة غير المكتمل، بما في ذلك غياب الأوعية الدموية، التي تلعب دورا مهما في توصيل العناصر الغذائية والأكسجين، بالإضافة إلى انتشار الفيروسات72. لذا، فإن نمو الأعضاء محدود لأن الخلايا في المركز لا تستطيع الحصول على العناصر الغذائية الكافية. بالإضافة إلى ذلك، يتأثر إخراج الفضلات الأيضية، مما يؤدي غالبا إلى وجود نوى منخفضة الأكسجين أو نخرية في الأعضاء الكبيرة. علاوة على ذلك، لا تعيد العضوية بشكل كامل التفاعلات بين الخلايا العصبية وخلايا البطانة والخلايا البمثقابية التي يمكن أن تؤثر على العدوى الفيروسية وتكون الأمراض. علاوة على ذلك، في هذه المرحلة من التطور، لا تستطيع العضويات إعادة تلخيص العدوى الجهازية، وانتشار الأعضاء بين الأعضاء، واستجابات المناعة للجسم بالكامل.73. قيد آخر هو أن العديد من الأعضاء الظهارية لديها إمكانية محدودة للتلقيح الفيروسي بسبب سطحها القمي المواجه للداخل74. نتيجة لذلك، يتطلب التطعيم الفيروسي حقن دقيق، مما يؤدي إلى التغير وانخفاض معدل الإنتاجية. لذا، فإن تطعيم العضوية ذات الأقطار المختلفة يجعل من الصعب التحكم في تعدد العدوى. بالإضافة إلى ذلك، تشبه العديد من الأعضاء الأنسجة الجنينية أكثر من الأعضاء البالغة، مما يمكن أن يؤثر على الاستوبرالية الفيروسية، حركية التكاثر، واستجابات المضيف73. وهذا واضح بشكل خاص في حالة HSV-1، حيث يؤثر نضج الخلايا العصبية على عمليات تأسيس الكمون وإعادة التنشيط التي قد لا تعيد الأعضاء في مرحلة الجنين التكمل الكامل23. بعد ذلك، قد تختلف العضويات بشكل كبير في التركيب والوظيفة، مما يؤدي إلى نتائج متباينة، وانخفاض قابلية التكرار، والحاجة إلى العديد من النسخ التجريبية. على سبيل المثال، قد تختلف الأعضاء في الحجم وتركيب الخلايا والبنية وحالة النضج. وهذا يجعل التوحيد القياسي صعبا، إن لم يكن مستحيلا، عبر المختبرات 7,75. وأخيرا، لا تزال التكلفة العالية وقابلية التوسع المحدودة لتوليد وصيانة الأعضاء عقبات كبيرة. نتيجة لذلك، هناك تحد كبير هو تطوير منصات عالية الإنتاجية متوافقة مع تقنية الأورغانويد74.

على الرغم من هذه العيوب والقيود، تمتلك الأعضاء إمكانيات كبيرة لنمذجة العدوى الفيروسية، وعلم السموم، واكتشاف الأدوية. تجاوز هذه القيود يمكن أن يقلل بشكل كبير من الاعتماد على نماذج الحيوانات ويسهل الدراسات الميكانيكية الأساسية76. واحدة من أوجه القصور الملحوظة في نماذج العضوية الموجودة هي تعقيدها الفسيولوجي المحدود ونقص التركيب الخلوي المتنوع. ستحتاج التطويرات المستقبلية إلى التركيز على دمج المكونات المناعية والعصبية والأوعية الدموية والبترومالي في نماذج العضويات. يمكن تحقيق ذلك باستخدام نماذج الزراعة المشتركة التي تدمج الأعضاء مع أنواع الخلايا المذكورةأعلاه 77,78. على وجه التحديد، سيمكن دمج الخلايا المناعية من نمذجة الاستجابات المناعية الجهازية والالتهاب أثناء العدوى الفيروسية. علاوة على ذلك، يمكن تطوير الأعضاء الوعائية بشكل أكبر لتحسين التعقيد الفسيولوجي وإعادة التجميع بشكل أفضل في الظروف الحية 79,80. لذا، ستدعم الأعضاء الدماغية التي تدمج الأنسجة البطانية الدراسات في وظيفة الحاجز الدموي الدماغي وتوصيل الأدوية أثناء العدوى الفيروسية13,81. بالإضافة إلى ذلك، يمكن للعضويات ثلاثية الأبعاد في الدماغ أن تكرر عدة جوانب رئيسية من العدوى الفيروسية في الدماغ. في الواقع، هناك عدة نماذج عضوية ذات هياكل معقدة تمثل عن قرب مناطق دماغية مختلفة قيد الدراسةحاليا 82. وأخيرا، فإن إدراج المكونات العصبية والعضلية سيزيد من ولاء الأعضاء العضوية لأنظمة الأعضاء الأصلية. تظل قابلية التكرار عائقا خطيرا آخر أمام التطبيق الأوسع لتقنيات العضويات. لذلك، فإن توليد عضويات قوية وقابلة للتكرار عالي أمر بالغ الأهمية لترجمة تطبيقات العضويات. يجب توحيد طرق مختلفة لعزل الخلايا والبذر، بالإضافة إلى اختيار المصفوفات والعوامل الذوبانة، عبر الحقل83. ومن الجدير بالذكر أن تركيب وسط الزراعة وكثافة الخلايا ووقت الزراعة قد يؤثر على نتائج هذه النماذج. لذلك، تم تقديم استراتيجيات لتقليل تباين المصفوفة، بما في ذلك الهيدروجيلامات الصناعية المكونة من شبكات بوليمرات محددة بالكامل ذات خصائص كيميائية وميكانيكية مضبوطة بدقة، كبديل واعد84. تظهر هذه العضويات تباينا طفيفا من دفعة إلى أخرى، مما يتيح دراسات مضبوطة. علاوة على ذلك، أصبح إنشاء بنوك حيوية عضوية تمثل مجموعات مرضى متنوعة موردا قيما لاكتشاف الأدوية وتحديد العلامات الحيوية. تقنيات الذكاء الاصطناعي الناشئة أصبحت أدوات مهمة في أبحاث الذكاء الاصطناعيالعضوي 85. قد يؤدي التطبيق الإضافي لهذه التقنيات إلى تسريع التحليلات وتقليل التحيز في تفسير البيانات. ومع ذلك، لا تزال تطبيقات الذكاء الاصطناعي في هذا المجال في مراحلها الأولى. دمج أساليب الذكاء الاصطناعي في تطوير العضويات، مثل تحليل الصور المدفوع بالذكاء الاصطناعي86 أو تحسين حالات الزراعةالتنبؤي 87، سيسهل بشكل كبير أبحاث العضويات.

الاستنتاجات

فحصت هذه المراجعة كيف تستخدم العضويات الدماغية، وهي ثقافات عصبية ثلاثية الأبعاد تحاكي الوحدة العصبية الوعائية البشرية بشكل وثيق، لدراسة الغزو والتكاثر وتلف الجهاز العصبي المركزي الناتج عن الفيروسات العصبية العصبية. على الرغم من أن لكل فيروس خصائص جينية وبنيوية فريدة، إلا أن العديد من العمليات المرضية التي تثيرها الفيروسات في الدماغ مشتركة، وقد أثبتت النماذج العضوية ملاءمتها لتشريح هذه الآليات الشائعة والمختلفة. الالتهاب المفرط يمكن أن يزيد من تلف الخلايا العصبية؛ ومع ذلك، عندما يتم التحكم في الجهاز المناعي الفطري بشكل صحيح، يمكن أن يحد من انتشار الفيروسات ويحمي أنسجة الدماغ.

تمكن العضويات ثلاثية الأبعاد من دراسة كلا التأثيرين في بيئة أكثر صلة فسيولوجيا، حيث فشلت نماذج الحيوانات وزراعة الخلايا ثنائية الأبعاد في التقاط هذه الديناميكيات. هذه المعلومات ضرورية لمكافحة مسببات الأمراض الفيروسية في الدماغ ولتحديد العلاجات التي تستهدف المسارات الصحيحة دون زيادة الالتهاب. لدى عضويات الدماغ فهم متقدم للعدوى الفيروسية العصبية التفاعلية، لكن لا تزال هناك بعض الفجوات التقنية التي يجب معالجتها. على سبيل المثال، النضج البطيء، وضعف الأوعية الدموية، وغياب مكونات BBB لا تزال تحديات شائعة. كما أن التفاوت في تقنيات التمايز العضوي والتناقضات بين الدفعات يعيق البحث الذي يتعلق بأعضاء الدماغ. علاوة على ذلك، يمكن تحسين قياس دخول الفيروس، والتكاثر، والاستجابة الخلوية والاستجابات المضيفة في سياق ثلاثي الأبعاد مضبوط. أظهر العمل الذي تمت مراجعته في المخطوطة أن الأعضاء الدماغية من أكثر الأنظمة أهمية المتاحة لدراسة كيفية تفاعل الفيروسات العصبية مع دماغ الإنسان، واختبار المرشحين المضادين للفيروسات، وتقييم توصيل الأدوية إلى الجهاز العصبي المركزي. مع نضوج التكنولوجيا مع تحسين الأوعية الدموية، ودمج الخلايا المناعية، واعتماد بروتوكولات موحدة، ستكون الدراسات القائمة على العضوية في وضع أفضل لتحديد المركبات والاستراتيجيات التي لديها إمكانات حقيقية للترجمة السريرية.

الاختصارات: ASOs، أوليغونيوكليوتيدات الأنتيسنس؛ حاجز الدم والدماغ (BBB)، CLRs، مستقبلات ليكتين من النوع C؛ الجهاز العصبي المركزي؛ كريسبر، مجمعة بانتظام مع تكرارات قصيرة متباعدة بين الباليندروميين؛ CXCL10، رابطة كيميائية ذات نمط C-X-C 10؛ الأنماط الجزيئية المرتبطة بالضرر؛ المركبات الكهربائية (EVs)، الحويصلات خارج الخلية؛ الخلايا الجذعية البشرية متعددة القدرات، وهي الخلايا الجذعية البشرية متعددة القدرات؛ فيروس HSV-1/2، فيروس الهربس البسيط النوع 1/2؛ فيروس نقص المناعة البشرية HIV-1، النوع الأول من نقص المناعة البشرية؛ IFNs، الإنترفيرونات؛ IL-6، إنترلوكين-6؛ ISGs، الجينات المحفزة بالإنترفيرون؛ LNPs، جسيمات دهنية نانوية للدهون؛ NLRs، مستقبلات شبيهة ب NOD؛ PAMPs، الأنماط الجزيئية المرتبطة بمسببات الأمراض؛ PRRs، مستقبلات التعرف على الأنماط; RNAi، تداخل RNA؛ RT-PCR، تفاعل بوليميراز متسلسل بالنسخ العكسي؛ sACE2-EVs، الحويصلات خارج الخلوية القابلة للذوبان المزخرفة ب ACE2؛ فيروس كورونا SARS-CoV-2، متلازمة الجهاز التنفسي الحاد الشديد 2؛ تسلسل الحمض النووي الريبي أحادي الخلية؛ TLRs، مستقبلات شبيهة ب Toll؛ TNF-α، عامل نخر الورم-ألفا؛ ZIKV، فيروس زيكا؛ ثلاثي الأبعاد، ثلاثي الأبعاد. ZIKV، فيروس زيكا؛ hPSC، خلية جذعية متعددة القدرات البشرية؛ HH، هيدروبروميد هيببسترين؛ AQ، أمودياكوين ثنائي هيدروكلوريد ديهيدرات؛ 25HC، 25-هيدروكسي كوليسترول، BBB، الحاجز الدموي الدماغي؛ cART، العلاج المضاد للفيروسات القهقرية المركب؛ كريسبر، مجمعة بانتظام مع تكرارات قصيرة متباعدة بين الباليندروميين؛ hiPSC، وهي خلايا جذعية متعددة القدرات المستحثة من البشر؛ فيروس نقص المناعة البشرية HIV-1، النوع الأول من نقص المناعة البشرية؛ hPSC، الخلايا الجذعية البشرية متعددة القدرات؛ فيروس الهربس-1، فيروس الهربس البسيط النوع 1؛ RNAi، تداخل RNA؛ فيروس كورونا SARS-CoV-2، متلازمة الجهاز التنفسي الحاد الشديد 2؛ TLR3، دراسة لمستقبلات شبيهة بتول 3.* دراسة عصبونية ثنائية الأبعاد مشتقة من iPSC للمقارنة.

الإفصاحات

ChatGPT (OpenAI؛ GPT-5.5) استخدم بشكل محدود للمساعدة في فحص الأدبيات وتحسين اللغة. تم إجراء جميع عمليات اختيار الأدبيات، والتحقق من الحقائق، والتحقق من المراجع، والتفسير العلمي بشكل مستقل من قبل المؤلفين.

شكر وتقدير

يشكر المؤلفون بكل امتنان جميع أعضاء مختبر كاشانشي، مع تقدير خاص لجوين كوكس على دعمها القيام. وقد دعمت هذه الدراسة أيضا منح المعاهد الوطنية للصحة (NIH) R01MH134389 و AI078859 و AI074410 R21DA057887 ووزارة الدفاع HT9425-24-1-0876 إلى F.K.

المراجع

  1. Lancaster MA, Knoblich JA. Generation of cerebral organoids from human pluripotent stem cells. Nature Protocols. 2014;9(10):2329-40.
  2. Chhibber T et al. CNS organoids: an innovative tool for neurological disease modeling and drug neurotoxicity screening. Drug Discovery Today. 2020;25(2):456-65.
  3. Eichmüller OL, Knoblich JA. Human cerebral organoids — a new tool for clinical neurology research. Nature Reviews Neurology. 2022;18(11):661-80.
  4. Al-Obaidi MMJ et al. Disruption of the blood brain barrier is vital property of neurotropic viral infection of the central nervous system. Acta Virologica. 2018;62(1):16-27.
  5. Lancaster MA et al. Cerebral organoids model human brain development and microcephaly. Nature. 2013;501(7467):373-9.
  6. Kelava I, Lancaster MA. Dishing out mini-brains: Current progress and future prospects in brain organoid research. Developmental Biology. 2016;420(2):199-209.
  7. Velasco S et al. Individual brain organoids reproducibly form cell diversity of the human cerebral cortex. Nature. 2019;570(7762):523-7.
  8. Giandomenico SL et al. Cerebral organoids at the air–liquid interface generate diverse nerve tracts with functional output. Nature Neuroscience. 2019;22(4):669-79.
  9. Lancaster MA, Knoblich JA. Organogenesis in a dish: Modeling development and disease using organoid technologies. Science. 2014;345(6194):1247125.
  10. Elvira R, Tan EK, Zhou ZD. Three-dimensional midbrain organoids: a next-generation tool for Parkinson’s disease modelling and drug discovery. Stem Cell Research & Therapy. 2025;16(1):502.
  11. Kim S, Chang MY. Application of Human Brain Organoids—Opportunities and Challenges in Modeling Human Brain Development and Neurodevelopmental Diseases. International Journal of Molecular Sciences. 2023;24(15):12528.
  12. Noctor SC et al. Dividing Precursor Cells of the Embryonic Cortical Ventricular Zone Have Morphological and Molecular Characteristics of Radial Glia. The Journal of Neuroscience. 2002;22(8):3161-73.
  13. Sun XY et al. Generation of vascularized brain organoids to study neurovascular interactions. eLife. 2022;11:e76707.
  14. Onesto MM, Kim J, Pasca SP. Assembloid models of cell-cell interaction to study tissue and disease biology. Cell Stem Cell. 2024;31(11):1563-73.
  15. Liu D et al. Innate Immune Effectors Play Essential Roles in Acute Respiratory Infection Caused by Klebsiella pneumoniae. Journal of Immunology Research. 2020;2020:5291714.
  16. Louveau A, Harris TH, Kipnis J. Revisiting the Mechanisms of CNS Immune Privilege. Trends in Immunology. 2015;36(10):569-77.
  17. Zhou T et al. High-Content Screening in hPSC-Neural Progenitors Identifies Drug Candidates that Inhibit Zika Virus Infection in Fetal-like Organoids and Adult Brain. Cell Stem Cell. 2017;21(2):274-283.e5.
  18. Watanabe M et al. Self-Organized Cerebral Organoids with Human-Specific Features Predict Effective Drugs to Combat Zika Virus Infection. Cell Reports. 2017;21(2):517-32.
  19. Xu M et al. Identification of small-molecule inhibitors of Zika virus infection and induced neural cell death via a drug repurposing screen. Nature Medicine. 2016;22(10):1101-7.
  20. Xu YP et al. Zika virus infection induces RNAi-mediated antiviral immunity in human neural progenitors and brain organoids. Cell Research. 2019;29(4):265-73.
  21. Pettke A et al. Broadly Active Antiviral Compounds Disturb Zika Virus Progeny Release Rescuing Virus-Induced Toxicity in Brain Organoids. Viruses. 2020;13(1):37.
  22. Mesci P et al. SARS-CoV-2 infects human brain organoids causing cell death and loss of synapses that can be rescued by treatment with Sofosbuvir. PLOS Biology. 2022;20(11):e3001845.
  23. Lafaille FG et al. Impaired intrinsic immunity to HSV-1 in human iPSC-derived TLR3-deficient CNS cells. Nature. 2012;491(7426):769-73.
  24. Bellizzi A et al. Suppression of HSV-1 infection and viral reactivation by CRISPR-Cas9 gene editing in 2D and 3D culture models. Molecular Therapy. Nucleic Acids. 2024;35(3):102282.
  25. Karrasch M et al. Rapid acquisition of acyclovir resistance in an immunodeficient patient with herpes simplex encephalitis. Journal of the Neurological Sciences. 2017;384:89-90.
  26. Collotta D, Bertocchi I, Chiapello E, Collino M. Antisense oligonucleotides: a novel Frontier in pharmacological strategy. Frontiers in Pharmacology. 2023;14:1304342.
  27. Robertson K, Liner J, Meeker RB. Antiretroviral neurotoxicity. Journal of NeuroVirology. 2012;18(5):388-99.
  28. Akay C et al. Antiretroviral drugs induce oxidative stress and neuronal damage in the central nervous system. Journal of NeuroVirology. 2014;20(1):39-53.
  29. Fan P et al. The Application of Brain Organoids in Assessing Neural Toxicity. Frontiers in Molecular Neuroscience. 2022;15:799397.
  30. Kong W et al. Neuroinflammation generated by HIV-infected microglia promotes dysfunction and death of neurons in human brain organoids. PNAS Nexus. 2024;3(5):pgae179.
  31. dos Reis RS et al. Modeling HIV-1 neuropathogenesis using three-dimensional human brain organoids (hBORGs) with HIV-1 infected microglia. Scientific Reports. 2020;10(1):15209.
  32. Donadoni M et al. Modeling HIV-1 infection and NeuroHIV in hiPSCs-derived cerebral organoid cultures. Journal of Neurovirology. 2024;30(4):362-79.
  33. Mehta M et al. Lipid-Based Nanoparticles for Drug/Gene Delivery: An Overview of the Production Techniques and Difficulties Encountered in Their Industrial Development. ACS Materials Au. 2023;3(6):600-19.
  34. Liu J et al. BNT162b2-elicited neutralization of Delta plus, Lambda, Mu, B.1.1.519, and Theta SARS-CoV-2 variants. npj Vaccines. 2022;7(1):41.
  35. Wilson B, Geetha KM. Lipid nanoparticles in the development of mRNA vaccines for COVID-19. Journal of Drug Delivery Science and Technology. 2022;74:103553.
  36. Khare P et al. Lipid nanoparticle-mediated drug delivery to the brain. Advanced Drug Delivery Reviews. 2023;197:114861.
  37. Zhao Z et al. Red Blood Cell Anchoring Enables Targeted Transduction and Re-Administration of AAV-Mediated Gene Therapy. Advanced Science. 2022;9(24):2201293.
  38. Bergmann S et al. Blood–brain-barrier organoids for investigating the permeability of CNS therapeutics. Nature Protocols. 2018;13(12):2827-43.
  39. Mészáros M et al. Targeting Human Endothelial Cells with Glutathione and Alanine Increases the Crossing of a Polypeptide Nanocarrier through a Blood–Brain Barrier Model and Entry to Human Brain Organoids. Cells. 2023;12(3):503.
  40. Lee SWL et al. Modeling Nanocarrier Transport across a 3D In Vitro Human Blood-Brain-Barrier Microvasculature. Advanced Healthcare Materials. 2020;9(7):e1901486.
  41. Sokolova V et al. Transport of ultrasmall gold nanoparticles (2 nm) across the blood–brain barrier in a six-cell brain spheroid model. Scientific Reports. 2020;10(1):18033.
  42. Kostka K et al. The Application of Ultrasmall Gold Nanoparticles (2 nm) Functionalized with Doxorubicin in Three-Dimensional Normal and Glioblastoma Organoid Models of the Blood–Brain Barrier. Molecules. 2024;29(11):2469.
  43. Park SB et al. Gold nanoparticle-assisted delivery of brain-derived neurotrophic factor to cerebral organoids. Nano Research. 2022;15(4):3099-105.
  44. Da Silva-Candal A et al. Shape effect in active targeting of nanoparticles to inflamed cerebral endothelium under static and flow conditions. Journal of Controlled Release. 2019;309:94-105.
  45. Park TE et al. Hypoxia-enhanced Blood-Brain Barrier Chip recapitulates human barrier function and shuttling of drugs and antibodies. Nature Communications. 2019;10(1):2621.
  46. Mantle JL, Lee KH. Immunoglobulin G transport increases in an in vitro blood–brain barrier model with amyloid-β and with neuroinflammatory cytokines. Biotechnology and Bioengineering. 2019;116(7):1752-61.
  47. Branscome H et al. Retroviral infection of human neurospheres and use of stem Cell EVs to repair cellular damage. Scientific Reports. 2022;12(1):2019.
  48. Kim HK et al. Engineered small extracellular vesicles displaying ACE2 variants on the surface protect against SARS-CoV-2 infection. Journal of Extracellular Vesicles. 2022;11(1):e12179.
  49. Deschamps T, Kalamvoki M. Extracellular Vesicles Released by Herpes Simplex Virus 1-Infected Cells Block Virus Replication in Recipient Cells in a STING-Dependent Manner. Journal of Virology. 2018;92(18):e01102-18.
  50. Leite PEC et al. Suitability of 3D human brain spheroid models to distinguish toxic effects of gold and poly-lactic acid nanoparticles to assess biocompatibility for brain drug delivery. Particle and Fiber Toxicology. 2019;16(1):22.
  51. Kumarasamy M, Sosnik A. Heterocellular spheroids of the neurovascular blood-brain barrier as a platform for personalized nanoneuromedicine. iScience. 2021;24(3):102183.
  52. Liu L et al. The cytotoxicity of zinc oxide nanoparticles to 3D brain organoids results from excessive intracellular zinc ions and defective autophagy. Cell Biology and Toxicology. 2023;39(1):259-75.
  53. Venegas C, Heneka MT. Danger-associated molecular patterns in Alzheimer’s disease. Journal of Leukocyte Biology. 2017;101(1):87-98.
  54. Lester SN, Li K. Toll-Like Receptors in Antiviral Innate Immunity. Journal of Molecular Biology. 2014;426(6):1246-64.
  55. Slowikowski E, Willems C, Marques PE. Leukocyte recruitment in flavivirus-induced encephalitis. Frontiers in Immunology. 2025;16:1650903.
  56. Rendon-Mitchell B et al. IFN-γ Induces High Mobility Group Box 1 Protein Release Partly Through a TNF-Dependent Mechanism. The Journal of Immunology. 2003;170(7):3890-7.
  57. Schiraldi M et al. HMGB1 promotes recruitment of inflammatory cells to damaged tissues by forming a complex with CXCL12 and signaling via CXCR4. Journal of Experimental Medicine. 2012;209(3):551-63.
  58. Soong L et al. Type 1-skewed neuroinflammation and vascular damage associated with Orientia tsutsugamushi infection in mice. PLOS Neglected Tropical Diseases. 2017;11(7):e0005765.
  59. Shastri A, Bonifati DM, Kishore U. Innate Immunity and Neuroinflammation. Mediators of Inflammation. 2013;2013:1-19.
  60. Saifuddin M et al. Role of virion-associated glycosylphosphatidylinositol-linked proteins CD55 and CD59 in complement resistance of cell line-derived and primary isolates of HIV-1. The Journal of Experimental Medicine. 1995;182(2):501-9.
  61. Bennett JM, Reeves G, Billman GE, Sturmberg JP. Inflammation–Nature’s Way to Efficiently Respond to All Types of Challenges: Implications for Understanding and Managing “the Epidemic” of Chronic Diseases. Frontiers in Medicine. 2018;5:316.
  62. Deeks SG, Tracy R, Douek DC. Systemic Effects of Inflammation on Health during Chronic HIV Infection. Immunity. 2013;39(4):633-45.
  63. Zapata HJ, Shaw AC. Aging of the human innate immune system in HIV infection. Current Opinion in Immunology. 2014;29:127-36.
  64. Peluso MJ et al. Markers of Immune Activation and Inflammation in Individuals With Postacute Sequelae of Severe Acute Respiratory Syndrome Coronavirus 2 Infection. The Journal of Infectious Diseases. 224(11):1839-48.
  65. Brodin P. Immune determinants of COVID-19 disease presentation and severity. Nature Medicine. 2021;27(1):28-33.
  66. Marcocci ME et al. Herpes Simplex Virus-1 in the Brain: The Dark Side of a Sneaky Infection. Trends in Microbiology. 2020;28(10):808-20.
  67. Hait AS et al. Defects in LC3B2 and ATG4A underlie HSV2 meningitis and reveal a critical role for autophagy in antiviral defense in humans. Science Immunology. 2020;5(54):eabc2691.
  68. Collins-McMillen D, Buehler J, Peppenelli M, Goodrum F. Molecular Determinants and the Regulation of Human Cytomegalovirus Latency and Reactivation. Viruses. 2018;10(8):444.
  69. Pizzigallo E, Racciatti D, Gorgoretti V. EBV CHRONIC INFECTIONS. Mediterranean Journal of Hematology and Infectious Diseases. 2010;2(1):e2010022.
  70. Piazzidan K et al. Immune and Immune-Integrated Organoids as NextGeneration Platforms for Disease Modeling. MedComm. 2025;6(12):e70531.
  71. Ormel PR et al. Microglia innately develop within cerebral organoids. Nature Communications. 2018;9(1):4167.
  72. Huang Y et al. Research Progress, Challenges, and Breakthroughs of Organoids as Disease Models. Frontiers in Cell and Developmental Biology. 2021;9:740574.
  73. Chu JTS, Lamers MM. Organoids in virology. npj Viruses. 2024;2(1):5.
  74. Aguilar C et al. Organoids as host models for infection biology – a review of methods. Experimental & Molecular Medicine. 2021;53(10):1471-82.
  75. Volpato V et al. Reproducibility of Molecular Phenotypes after Long-Term Differentiation to Human iPSC-Derived Neurons: A Multi-Site Omics Study. Stem Cell Reports. 2018;11(4):897-911.
  76. Kim J, Koo BK, Knoblich JA. Human organoids: model systems for human biology and medicine. Nature Reviews Molecular Cell Biology. 2020;21(10):571-84.
  77. Sabate-Soler S, Kurniawan H, Schwamborn JC. Advanced brain organoids for neuroinflammation disease modeling. Neural Regeneration Research. 2023;19(1):154-5.
  78. Buonfiglioli A et al. A microglia-containing cerebral organoid model to study early life immune challenges. Brain, Behavior, and Immunity. 2025;123:1127-46.
  79. Zhu Z et al. Advances in the Development and Application of Human Organoids: Techniques, Applications, and Future Perspectives. Cell Transplantation. 2025;34:09636897241303271.
  80. Kistemaker L, Bodegraven EJ, Vries HE, Hol EM. Vascularized human brain organoids: current possibilities and prospects. Trends in Biotechnology. 2025;43(6):1275-85.
  81. Zhang S, Wan Z, Kamm RD. Vascularized organoids on a chip: strategies for engineering organoids with functional vasculature. Lab on a Chip. 2021;21(3):473-88.
  82. Kshirsagar et al. Multi-Region Brain Organoids Integrating Cerebral, Mid-Hindbrain, and Endothelial Systems. Advanced Science. 2025. Available from: https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.202503768.
  83. Zhao HH, Haddad G. Brain organoid protocols and limitations. Frontiers in Cellular Neuroscience. 2024;18.
  84. Gan Z et al. Recent advances in defined hydrogels in organoid research. Bioactive Materials. 2023;28:386-401.
  85. Shi H et al. Organoid intelligence: Integration of organoid technology and artificial intelligence in the new era of in vitro models. Medicine in Novel Technology and Devices. 2024;21:100276.
  86. Okamoto T et al. Integration of human inspection and artificial intelligence-based morphological typing of patient-derived organoids reveals interpatient heterogeneity of colorectal cancer. Cancer Science. 2022;113(8):2693-703.
  87. Kowalczewski A et al. Design optimization of geometrically confined cardiac organoids enabled by machine learning techniques. Cell Reports Methods. 2024;4(6):100798.

إعادة الطباعة والأذونات

الوسوم

234 234
اتصل بنا
أوصِ بها للمكتبة

الخصوصية

شروط الاستخدام

السياسات

2026 © حقوق الطبع والنشر MyJoVE Corporation. جميع الحقوق محفوظة.