Het verbeteren van ons begrip van het centrale zenuwstelsel (CZS) is van cruciaal belang om de therapeutische opties voor veel neuro-inflammatoire en neurodegeneratieve ziekten te verbeteren. Het CZS, een complex netwerk van onderling verbonden cellen in de hersenen, het ruggenmerg en de oogzenuwen, bestaat uit neuronen, oligodendrocyten, astrocyten en hun aangeboren immuuncellen, de microglia1. Een in vitro aanpak kan vaak het aantal muizen dat nodig is om zinvol onderzoek uit te voeren drastisch verminderen; de complexe aard van het CZS maakt het echter onmogelijk om de in vivo situatie samen te vatten met behulp van cellijnen. Gemengde neurale celculturen bieden een uiterst waardevol onderzoeksinstrument om neuro(immuno)logie vragen te onderzoeken in een relevant model, in lijn met de Replacement, Reduction and Refinement (3Rs) principes 2,3.
Thomson et al. beschreven een celkweekmethode met behulp van prenatale ruggenmergcellen die differentiëren in alle bovengenoemde hoofdtypen van CZS-cellen4. Dit systeem heeft ook synapsvorming, gemyeliniseerde axonen en knooppunten van Ranvier. De belangrijkste beperking van deze kweekmethode is dat het, omdat het ruggenmerg is, de hersenen niet nuttig modelleert en dat de celopbrengsten van embryonale dag 13 (E13) ruggenmerg vernauwen. Dit beperkt dus het aantal experimentele omstandigheden dat kan worden onderzocht. Daarom was deze studie gericht op het ontwikkelen van een nieuw celkweeksysteem dat de kenmerken van de hersenen samenvat met een verhoogde celopbrengst om de vereisten voor dieren te verminderen.
Met Thomson et al. als uitgangspunt ontwikkelden we een celkweekmodel dat puur was afgeleid van prenatale muizenhersenen. Deze culturen hebben dezelfde celpopulaties, interconnectiviteit en behandelingsopties als de ruggenmergculturen, behalve dat er in vergelijking minder myelinisatie is. Het hebben van een CZS in vitro model met een ongeveer drie keer hogere celopbrengst is echter efficiënter, waardoor minder muizen en minder tijd nodig zijn om embryo's te verwerken. We hebben dit unieke kweeksysteem geoptimaliseerd voor meerdere downstream-toepassingen en weegschalen, waaronder het gebruik van glazen afdekplaten voor microscopie-analyse en verschillende maten plastic putplaten, waaronder 96-putplaten voor onderzoek met hoge doorvoer.