Bioprinting tridimensionale di cocolture neurone-astrociti derivate da iPSC umane per applicazioni di screening

Affinché un modello cellulare sia utilizzabile per lo screening farmacologico, il sistema deve soddisfare i requisiti di produttività e omogeneità, oltre ad avere un tempo di sviluppo efficiente. Tuttavia, molti modelli 3D pubblicati non soddisfano questi criteri. Questo, quindi, limita la loro utilità nelle prime applicazioni di scoperta di farmaci. La biostampa tridimensionale (3D) è una nuova tecnologia che può essere applicata allo sviluppo di modelli 3D per accelerare i tempi di sviluppo, aumentare la standardizzazione e aumentare la produttività. Qui, presentiamo un protocollo per sviluppare modelli di cocoltura biostampati in 3D di neuroni e astrociti glutammatergici derivati da cellule staminali pluripotenti indotte umane (iPSC). Queste cocolture sono incorporate all'interno di una matrice idrogel di peptidi bioattivi, proteine della matrice extracellulare (ECM) a lunghezza intera e con una rigidità fisiologica di 1,1 kPa. Il modello può essere rapidamente stabilito nei formati a 96 e 384 pozzetti e produce una vitalità media post-stampa del 72%. Il rapporto astrocita/neurone in questo modello è di 1:1,5, che rientra nell'intervallo fisiologico per il cervello umano. Queste popolazioni di cellule biostampate in 3D mostrano anche l'espressione di marcatori di tipo di cellule neurali mature e la crescita delle proiezioni di neuriti e astrociti entro 7 giorni dalla coltura. Di conseguenza, questo modello è adatto per l'analisi utilizzando coloranti cellulari e tecniche di immunocolorazione insieme a saggi di crescita neuritica. La capacità di produrre questi modelli fisiologicamente rappresentativi su larga scala li rende ideali per l'uso in saggi di screening a medio-alto rendimento per bersagli neuroscientifici.