Descrizione del progetto
Un modello di organoidi per studiare lo sviluppo e le malattie del sistema neuromuscolare umano
La disfunzione nell’interazione tra il sistema nervoso e i muscoli provoca malattie fatali quali l’atrofia muscolare spinale e la sclerosi laterale amiotrofica. Il progetto GPSorganoids, finanziato dall’UE, studierà i meccanismi regolatori coinvolti nella formazione e nella conservazione del sistema neuromuscolare umano, nonché la loro alterazione nelle malattie, per mezzo di organoidi neuromuscolari umani tridimensionali. Gli organoidi neuromuscolari umani sono già stati sviluppati, nel punto in cui due tessuti distinti, il midollo spinale e i muscoli scheletrici, vengono formati in parallelo, si organizzano autonomamente e interagiscono con le giunzioni neuromuscolari funzionali. Il modello sarà utilizzato per studiare l’atrofia muscolare spinale e la sclerosi laterale amiotrofica, includendo la creazione di una piattaforma di screening farmacologico.
Obiettivo
Locomotion results from the interaction between muscles and the nervous system. Dysfunction of such cells results in deadly diseases such as spinal muscular atrophy (SMA) and amyotrophic lateral sclerosis (ALS). These diseases often show regional selectivity but the underlying reasons remain obscure due to the lack of a suitable model system. In previous work of my laboratory, we established a 3D neuromuscular organoid (NMO) model that allows the simultaneous generation of spinal cord neurons and skeletal muscle cells from human pluripotent stem cells (hPSCs) through a bipotent neuromesodermal progenitor (NMP). NMPs, located in the posterior part of the embryo, are driving axial elongation and coordinated growth of the trunk neuromuscular system. We coaxed hPSC derived NMPs to develop into neuromuscular organoids that form functional neuromuscular junctions supported by the presence of terminal Schwann cells and central pattern generator-like circuits. Thus, we are in the unique position to study in an organoid model the regulatory mechanisms involved in the formation and maintenance of the human neuromuscular system, and the disruption of these mechanisms in diseases. We will (i) identify the molecular requirements for the Generation of Position Specific (GPS) organoids representing distinct spinal cord segments, (ii) use NMOs to model and study ALS and SMA including the establishment of a drug screening platform and (iii) assemble hPSC-derived cerebral organoids and NMOs to include in the model human corticospinal tracts. In the long term, the information gained will have important implications for understanding and eventually treating neuromuscular diseases.
Campo scientifico (EuroSciVoc)
CORDIS classifica i progetti con EuroSciVoc, una tassonomia multilingue dei campi scientifici, attraverso un processo semi-automatico basato su tecniche NLP.
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Parole chiave
Programma(i)
Argomento(i)
Meccanismo di finanziamento
ERC-COG - Consolidator GrantIstituzione ospitante
13125 Berlin
Germania