Robuste und hochreproduzierbare Erzeugung kortikaler Hirnorganoide zur Modellierung der neuronalen Seneszenz des Gehirns in vitro

Gehirnorganoide sind dreidimensionale Modelle des sich entwickelnden menschlichen Gehirns und bieten eine überzeugende, hochmoderne Plattform für die Krankheitsmodellierung und das groß angelegte genomische und medikamentöse Screening. Aufgrund der selbstorganisierenden Natur von Zellen in Gehirnorganoiden und der wachsenden Bandbreite verfügbarer Protokolle für ihre Erzeugung wurden Probleme mit der Heterogenität und Variabilität zwischen Organoiden identifiziert. In diesem Protokollpapier beschreiben wir ein robustes und replizierbares Protokoll, das diese Probleme weitgehend überwindet und innerhalb von 1 Monat kortikale Organoide aus neuroektodermalen Vorläufern erzeugt und länger als 1 Jahr aufrechterhalten werden kann. Dieses hochgradig reproduzierbare Protokoll kann leicht in einem Standard-Gewebekulturraum durchgeführt werden und führt zu Organoiden mit einer reichen Vielfalt von Zelltypen, die typischerweise im sich entwickelnden menschlichen Kortex vorkommen. Trotz ihrer frühen Entwicklungsstruktur werden Neuronen und andere menschliche Gehirnzelltypen nach längerer In-vitro-Kultur die typischen Anzeichen von Seneszenz in neuronalen Zellen zeigen, was sie zu einer wertvollen und nützlichen Plattform für die Untersuchung altersbedingter neuronaler Prozesse macht. Dieses Protokoll beschreibt auch eine Methode zum Nachweis solcher seneszenten Zellen in kortikalen Gehirnorganoiden unter Verwendung der seneszenzassoziierten Beta-Galactosidase-Färbung.