Generazione e analisi a valle di trascrittomi a singola cellula e a singolo nucleo in organoidi cerebrali

Stiamo sviluppando e ottimizzando modelli di organoidi al fine di applicarli per la modellazione delle malattie. Il nostro obiettivo è comprendere il meccanismo molecolare alla base dello sviluppo e della progressione della malattia, e stiamo lavorando in stretta collaborazione con il Nikolaus Rajewsky Lab, che sta sviluppando e applicando le tecnologie a singola cellula e spaziali al fine di capire come l'RNA regola l'espressione genica in salute e in malattia. Negli ultimi anni, gli organoidi cerebrali sono emersi come piattaforme sperimentali e traslazionali per lo studio di malattie specifiche del paziente.

Pertanto, non sorprende che gli sviluppi più recenti mirassero a migliorare la complessità dei modelli di organoidi cerebrali. Ad esempio, ora siamo in grado di generare organoidi specifici per la regione del cervello e di utilizzare organoidi cerebrali per assemblaggi multi-organoidi. Inoltre, sono stati implementati vari metodi per introdurre la vascolarizzazione e le cellule immunitarie negli organoidi cerebrali.

Attualmente, una delle tecnologie più avanzate nella ricerca che stiamo utilizzando in questo laboratorio è la trascrittomica spaziale, che consente la valutazione dell'espressione genica all'interno di tessuti intatti. Questo è fondamentale per capire come i profili di espressione genica di diversi tipi di cellule variano in diverse regioni all'interno di un tessuto. Un altro progresso recente che è stato fatto è la multiomica a singola cellula, che consente l'analisi di più moduli di una singola cellula, il che offre un approccio più olistico nell'analisi di queste cellule.

Impieghiamo organoidi cerebrali e metodi di trascrittomica spaziale e a singola cellula per comprendere i meccanismi alla base di malattie umane come la sindrome di Leigh e l'encefalite da herpes simplex. Inoltre, abbiamo sviluppato metodi di trascrittomica spaziale ad alta risoluzione ed economici chiamati Open-ST. Abbiamo confrontato e ottimizzato il metodo di sequenziamento dell'RNA a singola cellula e a singolo nucleo per capire quanto bene si comportano per quanto riguarda il recupero del tipo di cellula nel tessuto dell'organoide cerebrale.