כאן, אנו מציגים פרוטוקול להשתלת אורגנואידים במוח האנושי בשלבי הבשלה מרובים לתוך קרום כוריואלנטואי אפרוח (CAM). אורגנואידים במוח גודלו בעקבות פרוטוקולים סטנדרטיים לא מונחים.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
מאמר שיטה
כאן, אנו מציגים פרוטוקול להשתלת אורגנואידים במוח האנושי בשלבי הבשלה מרובים לתוך קרום כוריואלנטואי אפרוח (CAM). אורגנואידים במוח גודלו בעקבות פרוטוקולים סטנדרטיים לא מונחים.
השתלת אורגנואידים ברקמות כלי דם בחיות מודל, כגון עכבר מדוכא חיסון או קרום כוריואלנטואי של עובר אפרוח (CAM), הוכחה כיעילה עבור מודלים neovascularization. ה- CAM הוא קרום חוץ-עוברי עשיר בכלי הדם, אשר מראה תגובתיות חיסונית מוגבלת, ובכך הופך למודל אירוח מצוין להשתלות תאים ממקור אנושי.
מאמר זה מתאר את האסטרטגיה להשתלת אורגנואידים במוח האנושי המובחנים בשלבי הבשלה מרובים לתוך CAM. ההרכב התאי של אורגנואידים במוח משתנה עם הזמן, ומשקף את אבני הדרך של התפתחות המוח האנושי. השתלנו אורגנואידים במוח בשלבי הבשלה רלוונטיים: התרחבות נוירואפיתל (18 DIV), נוירוגנזה מוקדמת (60 DIV) וגליוגנזה מוקדמת (180 DIV) לתוך CAM של עוברי תרנגולות ביום העוברי (E)7. אורגנואידים מושתלים במוח נקטפו 5 ימים לאחר מכן ותכונותיהם ההיסטולוגיות נותחו.
לא התגלו סימנים היסטולוגיים של ניאו-וסקולריזציה באורגנואידים המושתלים או בכלי דם חריגים הסמוכים להשתלות. יתר על כן, שינויים מדהימים נצפו בהרכב התאי של האורגנואידים המושתלים, כלומר, עלייה במספר האסטרוציטים של חלבון גליה פיברילרי חומצי-חיובי-תגובתי. עם זאת, השינויים הציטוארכיטקטוניים היו תלויים בשלב ההבשלה האורגנואידי. בסך הכל, תוצאות אלה מצביעות על כך שאורגנואידים במוח יכולים לגדול ב- CAM, והם מראים הבדלים בציטוארכיטקטורה בהתאם לשלב ההבשלה שלהם בהשתלה.
אורגנואידים של המוח האנושי הם טכניקה מתפתחת המאפשרת לנו לשחזר את ההתפתחות המוקדמת של המוח האנושי במבחנה 1,2,3. עם זאת, אחת המגבלות העיקריות של מודל זה היא חוסר כלי דם, אשר ממלא תפקידים חיוניים לא רק בהומאוסטזיס המוח אלא גם בהתפתחות המוח4. בנוסף לאספקת חמצן וחומרים מזינים, עדויות מצטברות מצביעות על כך שמערכת כלי הדם במוח מווסתת התמיינות עצבית, נדידה וסינפטוגנזה במהלך התפתחות 5,6. לכן, יש צורך דחוף להקים מודלים אמינים שיכולים לספק את האיתות והמבנה הווסקולרי החסר לאורגנואידים במוח, ולשפר את המורכבות של דור אורגנואיד המוח האנושי7.
בין השיטות המוצעות לכלי דם, ניתן לשקול שני ייעולים עיקריים: השתלת אורגנואידים לאורגניזם חי וטכנולוגיות חוץ גופיות גרידא בגידול משותף של תאי אנדותל ותאים עצביים 8,9,10,11,12. השתלה תוך-מוחית בעכברים היא יקרה וגוזלת זמן, מה שהופך טכנולוגיות אחרות לרלוונטיות עבור מודלים פשוטים יותר. בדיקת הממברנה הכוריאואלנטואית של אפרוח (CAM) שימשה באופן נרחב לחקר אנגיוגנזה 13,14,15. בעשור האחרון, מספר קבוצות הצליחו להשתיל סוגים שונים של אורגנואידים, כולל כליות16,17, לב18 ואורגנואידים סרטניים19,20, לתוך CAMs. עם זאת, מעט ידוע על היעילות, רעילות/דחייה, השפעה פיזיולוגית ושיטות להשתלת אורגנואידים במוח האנושי לתוך CAM. היבט מעניין נוסף שעדיין לא נחקר הוא היווצרות מחסום דם-מוח כימרי (BBB) בין ה-CAM לבין הממשק האסטרוציטי האורגנואידי. עבודה חלוצית קודמת הציעה את ההיתכנות המשוערת של יצירת BBB ב- CAM על ידי השתלת אסטרוציטים ותווך מותנה אסטרוציטים 21,22,23. עם זאת, נראה כי אסטרוציטים בוגרים אינם מסוגלים להשיג זאת24,25. לפיכך, היווצרות האסטרוציטים של BBB נותרה שנויה במחלוקת, והשתלת אורגנואידים במוח אנושי תאפשר לנו לשפוך אור על מחלוקת זו.
מאמר וידאו זה מתאר פרוטוקול להשתלת אורגנואיד מוח אנושי לתוך CAM המקדם צמיחה, שיפור וכלי דם, וכתוצאה מכך אורגנואידים הכוללים אלמנטים היסטולוגיים תואמים BBB. כאן, אנו מציגים פרוטוקול המבטיח את הישרדותו של עובר התרנגולת ומדווחים על המתירנות של CAM כדי לשמור על צמיחת אורגנואידים במוח.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
עוברי תרנגולת הלגהורן הלבנה (Gallus gallus) טופלו על ידי מעקב אחר המדריך לטיפול ושימוש בחיות מעבדה מהמכון למשאבי חיות מעבדה, הוועדה למדעי החיים, המועצה הלאומית למחקר, ארה"ב, והניסויים אושרו על ידי המועצה לטיפול ושימוש בחיות ניסוי מאוניברסיטת ברצלונה.
1. הכנת אורגנואיד מוח לא מונחה
2. תחזוקת ביצים, הפעלת התפתחות וניקוב קליפות ביצים
3. השתלת אורגנואיד במוח
4. קצירת אורגנואידים מושתלים
5. אימונופלואורסנציה
6. צביעת המטוקסילין ואאוזין (H&E)
הערה: כדי להוכיח שההשתלה עבדה, בצעו צביעת H&E.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
בחירת לוח הזמנים להבשלת העובר להשתלה
הניסוי מתחיל ב-D0 כאשר ביצים מופרות מודגרות בטמפרטורה של 38°C ו-60% לחות יחסית. הממברנה הכוריאואלנטואית (CAM) היא קרום חוץ-עוברי מאוד וסקולרי המתפתח לאחר דגירה של ביציות. הוא נוצר על ידי מיזוג של allantois ו chorion. ב-D1, לאחר 24 שעות של דגירה, תא האוויר מנוקב כדי למנוע מה-CAM להתחבר לקרום הקליפה הפנימי. ניקוב תא האוויר ב-D1 משפר את איכות תא האוויר בהשוואה לניקוב בשלבים מאוחרים יותר (D4). ה-CAM ממשיך לגדול עד D12, אז הוא עוטף את כל תכולת הביצה ונצמד בחוזקה לקרום ה...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
במחקר זה, אנו מתארים פרוטוקול מפורט עם שלבים מרכזיים רבים המספקים צמיחה והתפתחות חיובית של אורגנואידים במוח האנושי עם השתלתם מבלי להפריע להישרדותם של עוברי התרנגולות. המלצנו להשתמש במחטים סטריליות כדי לנקב את תא האוויר של הביצה לאחר 24 שעות של דגירה (יום 1). בנוסף, ניסינו גם לבצע את הניקור ביום 4 (לאחר בדיקה דרך קליפת הביצה באור כדי לבדוק את התפתחות כלי הדם כדי להיות בטוחים שאנחנו עובדים רק עם עוברים בריאים). עם זאת, הדבר הביא לירידה בכדאיות העובר בשל קרבתם של כלי הדם CAM לקליפת הביצה. יש לציין כי הפעלת כוח רב מדי עלולה ...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
המחברים אינם מדווחים על ניגודי עניינים.
אנו מודים לד"ר אלקנטרה ולד"ר אורטגה מ-UB ולשאר החברים במעבדה של ד"ר אקוסטה על הדיונים מלאי התובנה. S.A. הוא סרה-האנטר עמית עוזר פרופסור מ Generalitat de Catalunya באוניברסיטת ברצלונה.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| אנטי-TUBB3 [Tuj1], עכבר | BioLegend | 801201 | 1:1,000 |
| Anti-GFAP, ארנב | GeneTex | GTX108711 | 1:500 |
| אנטי ארנב AlexaFluor 488, עז. | Invitrogen | A-21206 | 1:1,000 |
| אנטי עכבר AlexaFluor 594, עז | Jackson ImmunoResearch | 715-585-150 | 1:500 |
| ביצי עוף לגהורן לבן מופרות (Gallus gallus) | גרניה גיברט (קמברילס, ספרד) | ||
| DAPI | Invitrogen | D1306 | 1:10,000 |
| DPX | Sigma | 100579 | מדיום הרכבה מבוסס קסילן |
| פתרון דיסוציאציה עדין | CreativeBiolabs | ITS-0622-YT187 | פתרון דיסוציאציה של תאים |
| Matrigel | BD Biosciences | 356234 | |
| Mowiol 4-88 מדיית הרכבה | Merk | 81381 | |
| Sigma-Aldrich | Z188956 | בדרגת מעבדה | |
| Y27632 | Millipore | SCM075 | 10 ננומטר |
| מספריים כירורגיים חדים | VWR | 470106-340 | |
| Superfrost Plus שקופיות מיקרוסקופ הידבקות | Epredia | J1800AMNZ |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.