$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Mitochondriën zijn essentiële cellulaire organellen en de belangrijkste plaats van de productie van adenosinetrifosfaat (ATP). Naast het leveren van energie aan cellen, nemen mitochondriën ook deel aan meerdere cellulaire processen, waaronder de overdracht van celinformatie, celdifferentiatie en apoptose, en hebben ze het vermogen om celgroei en celcyclus te reguleren. Veranderingen in de mitochondriale functie zijn geïdentificeerd bij verschillende neurodegeneratieve ziekten, waaronder de ziekte van Parkinson (PD)1,2, de ziekte van Alzheimer (AD)3 en amyotrofische laterale sclerose (ALS)4. Mitochondriale disfunctie speelt een rol in het verouderingsproces, waarbij somatische mtDNA-mutaties worden geaccumuleerd en de functie van de ademhalingsketen afneemt5.
Verschillende soorten mitochondriale disfunctie komen voor bij neurodegeneratie, en het vermogen om dergelijke veranderingen te meten is uiterst nuttig bij het bestuderen van ziektemechanismen en het testen van mogelijke behandelingen. Bovendien is het opzetten van geschikte in vitro modelsystemen die ziekten in menselijke hersencellen recapituleren van vitaal belang voor een beter begrip van ziektemechanismen en het ontwikkelen van nieuwe therapieën. iPSC's van patiënten met neurodegeneratieve ziekten zijn gebruikt om diverse hersencellen te genereren die mitochondriale schade vertonen 6,7,8,9. De ontwikkeling van 3D-hersenorganoïden afgeleid van iPSC's is een belangrijke stap in ziektemodellering. Deze iPSC-afgeleide hersenorganoïden zorgen voor complexiteit en bevatten de eigen genetische achtergrond van de patiënt, waardoor een ziektemodel ontstaat dat de pathologie in de hersenen van de patiënt nauwkeuriger weergeeft.
Hoewel er enig onderzoek is gedaan naar mitochondriale studies met behulp van iPSC-afgeleide hersenorganoïden 10,11,12, blijven handige en betrouwbare technieken voor het bepalen van meerdere mitochondriale functionele parameters in iPSC-afgeleide hersenorganoïden beperkt. Flowcytometrie biedt een krachtig hulpmiddel om mitochondriale parameters op eencellig niveau te meten, zoals we eerder hebben aangetoond13. Deze studie biedt een gedetailleerd protocol voor het genereren van corticale organoïden uit iPSC's, gecombineerd met een nieuwe op flowcytometrie gebaseerde benadering om tegelijkertijd meerdere mitochondriale parameters te meten, waaronder mitochondriale massa, subeenheden van het ademhalingsketencomplex en het aantal mtDNA-kopieën (Figuur 1). Belangrijk is dat door mitochondriale massa als noemer te gebruiken, deze protocollen het mogelijk maken om zowel de totale als de specifieke niveaus per mitochondriale eenheid te meten.