Z powodu niezliczonych praktycznych i etycznych ograniczeń, badanie ludzkiego mózgu było bardzo trudne. Podczas gdy badania z wykorzystaniem gryzoni miały kluczowe znaczenie dla naszego zrozumienia ludzkiego mózgu, mózg myszy ma wiele różnic1,2. Co ciekawe, myszy mają gęstość neuronów co najmniej 7 razy mniejszą niż mózg naczelnych3,4. Chociaż z ewolucyjnego punktu widzenia naczelne są bliższe ludziom niż gryzonie, praca z nimi nie jest praktyczna dla większości badaczy. Celem tego protokołu było podsumowanie wielu ważnych cech ludzkiego mózgu przy użyciu uproszczonej i tańszej metody bez konieczności stosowania heterologicznej macierzy błony podstawnej lub egzogennych czynników wzrostu, przy jednoczesnym zachowaniu różnorodności komórek mózgowych i organizacji komórkowej.
Praca formatywna z laboratorium Sasai wykorzystała metodę hodowli ciał embrionalnych bez surowicy (SFEBq) do wygenerowania dwu- i trójwymiarowych typów komórek neuronalnych z sygnalizowanych embrionalnych komórek macierzystych (ESC)5,6. Wiele metod organoidów ludzkiego mózgu podążało stosunkowo podobną ścieżką od sygnalizowanych ESCs7,8. W przeciwieństwie do tego, protokół ten rozpoczyna się od klastrów odłączonych ludzkich ESC (hESC), podobnie jak początkowe etapy przełomowych prac laboratoriów Thomsona i Zhanga przed etapami posiewu9,10, a także początkowy etap protokołu organoidów mózgowych laboratorium Pasca przed dodaniem egzogennych czynników wzrostu11. Matryce błony podstawnej (np. Matrigel) były wykorzystywane w wielu protokołach organoidów mózgowych i wykazano, że są skutecznym rusztowaniem 8. Jednak najczęściej stosowane matryce membran podstawnych nie są pozbawione komplikacji, ponieważ współoczyszczają się z nieznanymi ilościami czynników wzrostu ze zmiennością między partiami podczas produkcji12. Ponadto matryce te mogą komplikować obrazowanie oraz zwiększać ryzyko zanieczyszczenia i kosztów.
Chociaż organoidy ludzkiego mózgu mogą być używane do odpowiadania na wiele pytań, istnieją pewne ograniczenia, o których należy pamiętać. Po pierwsze, począwszy od embrionalnych komórek macierzystych, organoidy bardziej przypominają niedojrzałe mózgi niż starzejące się mózgi i jako takie mogą nie być idealnymi modelami chorób występujących w starszym wieku, takich jak choroba Alzheimera. Po drugie, podczas gdy nasz protokół znalazł markery rozwoju przodomózgowia, śródmózgowia i tyłomózgowia, które są przydatne do badania wpływu leczenia lub choroby na komórki z wielu regionów mózgu jednocześnie, inne protokoły można stosować, aby skoncentrować się na określonych regionach mózgu13,14. Wreszcie, kolejnym ograniczeniem modeli organoidów jest rozmiar, podczas gdy średnia długość ludzkiego mózgu wynosi około 167 mm, organoidy mózgowe wykonane za pomocą pobudzenia dorastają do 4 mm8, a organoidy utworzone przez ten protokół rosną do 1-2 mm w ciągu 10 tygodni. Niemniej jednak protokół ten stanowi ważne narzędzie do badania ludzkiej tkanki mózgowej i interakcji wielu typów komórek.