Human iPSC-based models of theCNS: attaining cellular biofidelitythrough conventional and advancedculture systems
Tid: On 2022-06-15 kl 10.00
Plats: D2, Lindstedtsvägen 5, Stockholm
Videolänk: https://kth-se.zoom.us/j/61248932903
Språk: Engelska
Ämnesområde: Bioteknologi
Respondent: Dimitrios Voulgaris , Nanobioteknologi, Mikro- och nanosystemteknik
Opponent: Susanna Narkhilakhi, Tampere University
Handledare: Universitetslektor Anna Herland, Nanobioteknologi, Mikro- och nanosystemteknik
QC 2022-05-24
Abstract
Hjärnutveckling är en mycket orkestrerad process som medför förändringar imikromiljömässiga signaler och tillväxtfaktorgradienter, som sätter tempot för korrekt utveckling av hjärnans rudimentära strukturer och generering av neuroner, astrocyter och oligodendrocyter. Blod-hjärnbarriären (BBB) bildas av specialiserade endotelceller som bildar en semipermeabel barriär mellan blodet och hjärnan. Därför spelar BBB en viktig roll för att skydda hjärnan från blodburnapatogener In vitro-modellering är i sig begränsande, en artificiell mikromiljö som vanligtvis inte är i samklang med in vivo-förhållanden. Därför är förståelse av dessa signaler och tillväxtfaktorförhållanden avgörande för korrekt in vitro-modellering och för att uppnå cellbiomimik in vitro. Stamcellsdifferentiering är mycket mottaglig för tillväxtfaktorer och mikromiljömässiga signaler som kan förändra uttrycket av proteiner. Avancerad in vitro-odling tar hänsyn till mikromiljömässiga signaler och tillämpar en holistisk syn på in vitro-modellering. Denna avhandling syftar till att utvärdera mikromiljömässiga signaler i generering av neuralastamceller och generering av astrocyter genom att använda inducerade pluripotentastamceller (iPSC). Denna avhandling introducerar ett nytt protokoll för att generera mänskliga iPSC-härledda astrocyter på under 28 dagar. Genom att skapa enastrocytogen miljö ger neurala stamceller upphov till stjärnformade astrocyter som omfattar många egenskaper som tidigare inte uppfyllts i iPSC-härledda astrocyter, nämligen ICAM-1-uttryck under inflammatorisk stimulering, glutationsyntes och sekretion. En uppföljningsstudie i denna avhandling presenterar en proteomiskanalys mellan primära fetala astrocyter och iPSC-härledda astrocyter. Mikrofysiologiska system ger en mer lämplig odlingsmikromiljö och påverkar cellens öde och funktionalitet. En annan studie av denna avhandling fokuserar på skillnaderna mellan konventionella-och mikrofysiologiska odlingssystem i iPSComprogrammering och generering av neurala stamceller. Slutligen undersöks ocksåin vitro-modellering av blod-hjärnbarriären (BBB). Specifikt används 1) en mänsklig iPSC-BBB-liknande modell för att utvärdera genomträngligheten hos ettläkemedelsleveranssystem baserat på nanostrukturerade lipidbärare och 2) en kärlliknande struktur med en 3D-gliommodell.