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Les mitochondries sont des organites cellulaires essentiels et le principal site de production de l’adénosine triphosphate (ATP). En plus de fournir de l’énergie aux cellules, les mitochondries participent également à de multiples processus cellulaires, notamment la transmission de l’information cellulaire, la différenciation cellulaire et l’apoptose, et ont la capacité de réguler la croissance cellulaire et le cycle cellulaire. Des modifications de la fonction mitochondriale ont été identifiées dans diverses maladies neurodégénératives, notamment la maladie de Parkinson (MP)1,2, la maladie d’Alzheimer (MA)3 et la sclérose latérale amyotrophique (SLA)4. Le dysfonctionnement mitochondrial joue un rôle dans le processus de vieillissement, accumulant des mutations somatiques de l’ADNmt et déclinant la fonction de la chaîne respiratoire5.
Différents types de dysfonctionnement mitochondrial se produisent dans la neurodégénérescence, et la capacité de mesurer ces changements est extrêmement utile lors de l’étude des mécanismes de la maladie et de l’essai de traitements potentiels. En outre, la mise en place de systèmes modèles in vitro appropriés qui récapitulent les maladies dans les cellules cérébrales humaines est essentielle pour mieux comprendre les mécanismes de la maladie et développer de nouvelles thérapies. Les iPSC de patients atteints de maladies neurodégénératives ont été utilisées pour générer diverses cellules cérébrales qui manifestent des lésions mitochondriales 6,7,8,9. Le développement d’organoïdes cérébraux 3D dérivés d’iPSC est une étape majeure dans la modélisation des maladies. Ces organoïdes cérébraux dérivés d’iPSC offrent de la complexité et contiennent le propre patrimoine génétique du patient, fournissant ainsi un modèle de maladie qui reflète plus précisément la pathologie du cerveau du patient.
Bien que certaines recherches aient été menées sur des études mitochondriales utilisant des organoïdes cérébraux dérivés d’iPSC 10,11,12, les techniques pratiques et fiables pour déterminer plusieurs paramètres fonctionnels mitochondriaux dans les organoïdes cérébraux dérivés d’iPSC restent limitées. La cytométrie en flux fournit un outil puissant pour mesurer les paramètres mitochondriaux au niveau de la cellule unique, comme nous l’avons démontré précédemment13. Cette étude fournit un protocole détaillé pour générer des organoïdes corticaux à partir d’iPSC, combiné à une nouvelle approche basée sur la cytométrie en flux pour mesurer simultanément plusieurs paramètres mitochondriaux, y compris la masse mitochondriale, les sous-unités complexes de la chaîne respiratoire et le nombre de copies d’ADNmt (Figure 1). Il est important de noter qu’en utilisant la masse mitochondriale comme dénominateur, ces protocoles permettent de mesurer à la fois les niveaux totaux et spécifiques par unité mitochondriale.