Een abonnement op JoVE is vereist om deze inhoud te bekijken. Log in of start vandaag met uw gratis proefperiode.
Reviewartikel
* These authors contributed equally
Deze review onderzoekt hersenorganoïden als platforms voor het modelleren van geselecteerde neurotrope virale infecties en benadrukt hun toepassingen in virale pathogenese, antivirale ontdekking, aangeboren immuunresponsen en de toediening van geneesmiddelen gericht op het centrale zenuwstelsel (CZS).
Neurotrope virussen blijven een aanhoudende wereldwijde gezondheidsuitdaging, en de mechanismen waarmee ze de menselijke hersenen beschadigen zijn nog niet volledig begrepen. Diermodellen worden vaak beperkt door mensspecifieke aspecten van de CNS-biologie, terwijl tweedimensionale (2D) celculturen de complexe driedimensionale (3D) cellulaire interacties die optreden tijdens virale herseninfecties niet kunnen reproduceren. In het afgelopen decennium zijn hersenorganoïden afkomstig van menselijke stamcellen fysiologisch relevante modellen geworden die deze beperkingen aanpakken. Deze 3D-culturen assembleren zichzelf tot structuren met neuronen, astrocyten en voorlopercellen, gerangschikt in patronen die lijken op vroege hersenontwikkeling. Deze review onderzoekt de toepassing van hersenorganoïden bij de studie van infecties veroorzaakt door het Zika-virus (ZIKV), het ernstige acute respiratoire syndroom coronavirus 2 (SARS-CoV-2), herpes simplex-virus (HSV) en humaan immunodeficiëntievirus type 1 (HIV-1). Studies werden gescreend van PubMed en geselecteerd op basis van hun relevantie voor organoïde-gebaseerde CNS-infectiemodellering, antivirale medicatiescreening, CNS-gerichte medicijnafgifte en neuro-ontsteking. Organoïde-gebaseerde antivirale screening heeft veelbelovende verbindingen geïdentificeerd uit bibliotheken met meer dan 1.000 kandidaten. Geneesmiddelafgiftestrategieën worden ook besproken, met bijzondere nadruk op nanodeeltjes, polymeer-gebaseerde dragers en extracellulaire vesikels (EV's) die in organoïde- en sferoidmodellen worden geëvalueerd op hun vermogen om de bloed-hersenbarrière (BBB) te passeren en therapeutische lading naar neurale cellen te brengen. De rollen van schade-geassocieerde en pathogen-geassocieerde moleculaire patronen (DAMPs en PAMPs) bij neuro-inflammatie, complementontwijking en chronische schade na infectie, waaronder long COVID, worden ook onderzocht. Huidige beperkingen, waaronder het ontbreken van functionele vaaten, onvolledige BBB-componenten en reproduceerbaarheidsuitdagingen, worden besproken. Ondanks deze beperkingen overbruggen CNS-organoïden de kloof tussen fundamenteel onderzoek en klinische toepassing, en bevorderen ze de ontwikkeling van effectieve therapieën voor virale herseninfecties.
Het centrale zenuwstelsel (CZS) is een complex systeem dat bestaat uit verschillende functionele gebieden van de hersenen en het ruggenmerg. CNS-organoïden, vaak aangeduid als "mini-hersenen", zijn driedimensionale (3D) meercellige structuren die het zich ontwikkelende menselijk brein nabootsen. Ze worden voornamelijk geproduceerd uit menselijke pluripotente stamcellen (hPSC's), die zichzelf kunnen assembleren tot weefsels die diverse hersengebieden vertegenwoordigen. Deze mini-hersenen herhalen de epigenetische patronen, structuur en transcriptiemarkers van het zich ontwikkelende brein 1,2,3
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Therapeutische ontdekking in virusgeïnfecteerde hersenorganoïden
Antivirale screening
Er is een gebrek aan goedgekeurde therapieën voor veel neurotrope virale infecties, waardoor de behandelmogelijkheden beperkt worden buiten ondersteunende zorg. Hersenorganoïden zijn een waardevol hulpmiddel om nieuwe antivirale verbindingen te ontdekken door medicijnscreening mogelijk te maken in een fysiologisch relevante, 3D-omgeving die lijkt op menselijk hersenweefsel. In een eerste studie werd een chemische screening met een hoog gehalte uitgevoerd van 1.120 d....
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Deze review heeft onderzocht hoe hersenorganoïden, 3D-neurale culturen die nauw lijken op de menselijke neurovasculaire eenheid, worden gebruikt om de invasie, replicatie en schade aan het NERVOUS te bestuderen veroorzaakt door neurotrope virussen. Hoewel elk virus unieke genetische en structurele kenmerken heeft, worden veel van de pathologische processen die door virussen in de hersenen worden geactiveerd gedeeld, en organoïde modellen zijn goed geschikt gebleken om deze gemeenschappel.......
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
ChatGPT (OpenAI; GPT-5.5) werd in beperkte mate gebruikt om te helpen bij literatuurscreening en taalverfijning. Alle literatuurselectie, factchecking, referentieverificatie en wetenschappelijke interpretatie werden onafhankelijk uitgevoerd door de auteurs.
De auteurs danken alle leden van het Kashanchi Laboratorium met bijzondere waardering voor Gwen Cox voor haar onschatbare steun. Deze studie werd ook ondersteund door National Institutes of Health (NIH) subsidies R01MH134389, AI078859 en AI074410 R21DA057887 en het Department of Defense HT9425-24-1-0876 aan F.K.
....Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.