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As mitocôndrias são organelas celulares essenciais e o principal local de produção de trifosfato de adenosina (ATP). Além de fornecer energia para as células, as mitocôndrias também participam de vários processos celulares, incluindo transmissão de informações celulares, diferenciação celular e apoptose, e têm a capacidade de regular o crescimento celular e o ciclo celular. Alterações na função mitocondrial foram identificadas em várias doenças neurodegenerativas, incluindo doença de Parkinson (DP)1,2, doença de Alzheimer (DA)3 e esclerose lateral amiotrófica (ELA)4. A disfunção mitocondrial desempenha um papel no processo de envelhecimento, acumulando mutações somáticas no mtDNA e diminuindo a função da cadeia respiratória5.
Vários tipos de disfunção mitocondrial ocorrem na neurodegeneração, e a capacidade de medir essas alterações é extremamente útil ao estudar os mecanismos da doença e testar possíveis tratamentos. Além disso, o estabelecimento de sistemas modelo in vitro adequados que recapitulam a doença nas células cerebrais humanas é vital para uma melhor compreensão dos mecanismos da doença e o desenvolvimento de novas terapias. As iPSCs de pacientes com doenças neurodegenerativas têm sido usadas para gerar diversas células cerebrais que manifestam danos mitocondriais 6,7,8,9. O desenvolvimento de organoides cerebrais 3D derivados de iPSCs é um passo importante na modelagem de doenças. Esses organoides cerebrais derivados de iPSC fornecem complexidade e contêm o próprio histórico genético do paciente, fornecendo assim um modelo de doença que reflete com mais precisão a patologia no cérebro do paciente.
Embora algumas pesquisas tenham sido conduzidas em estudos mitocondriais usando organoides cerebrais derivados de iPSC 10,11,12, técnicas convenientes e confiáveis para determinar vários parâmetros funcionais mitocondriais em organoides cerebrais derivados de iPSC permanecem limitadas. A citometria de fluxo fornece uma ferramenta poderosa para medir parâmetros mitocondriais no nível de uma única célula, como demonstramos anteriormente13. Este estudo fornece um protocolo detalhado para gerar organoides corticais a partir de iPSCs, combinado com uma nova abordagem baseada em citometria de fluxo para medir simultaneamente vários parâmetros mitocondriais, incluindo massa mitocondrial, subunidades complexas da cadeia respiratória e número de cópias do mtDNA (Figura 1). É importante ressaltar que, ao usar a massa mitocondrial como denominador, esses protocolos permitem medir os níveis total e específico por unidade mitocondrial.