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Magnetically induced nano-forces in neuromuscular organoids for disease modeling

Descrizione del progetto

Organoidi neuromuscolari migliorati

Gli organoidi sono modelli 3D in miniatura di organi umani coltivati in laboratorio che imitano gli aspetti chiave della struttura e della funzione dei tessuti. Offrono potenti strumenti per lo studio dei processi fisiologici e fisiopatologici specifici dei tessuti. Con il sostegno del programma di azioni Marie Skłodowska-Curie, il progetto NanoMag organoids si concentra sugli organoidi neuromuscolari (NMO), che riproducono le intricate interazioni tra nervi e muscoli. Tuttavia, gli NMO non riescono a maturare completamente in assenza di stimoli neuronali esterni o di forza meccanica. Per superare questo problema, i ricercatori svilupperanno metodi di nano-forza per stimolare gli NMO e ricreare le connessioni cervello-muscolo. Gli NMO generati saranno utilizzati per studiare l’atrofia muscolare spinale e bulbare, fornendo nuove conoscenze sulle cause di questa malattia neuromuscolare.

Obiettivo

*Neuromuscular disorders, whose incidence and prevalence have increased over time have currently no cure, and understanding their pathological mechanisms remains challenging due to the lack of reliable human in vitro models. A groundbreaking approach involves human 3D trunk neuromuscular organoids (NMOs) that replicate the cellular diversity and the functional dynamics of the neuromuscular system. However, the absence of in vivo-like external stimulations leads to reduced contractions and prevent terminal maturation, restraining their applicability for studying long-term neuromuscular diseases. The primary goal of this project is to design innovative multi-disciplinary approaches to mimic in vivo mechanical and brain inputs and provide new paradigms for organoid generation. A new method will be developed to apply spatiotemporally controlled nano-forces within NMOs, with the aim of enhancing the maturation of both the neural and muscle tissue. Additionally, magnetically induced nano-forces will be exploited to guide the reconstruction of the corticospinal tract within newly generated cerebral-NMOs and integrate brain inputs. Cutting-edge imaging, optogenetics, and single-nucleus RNA sequencing will be used for in-depth characterization of the outcomes. The hypothesis is that these stimuli will significantly promote NMOs maturation, resulting in a more sophisticated model for neuromuscular disease research. As case-study, the enhanced NMOs will be applied to model and explore the complex pathological mechanisms of X-linked spinal and bulbar muscular atrophy (SBMA). Patient-derived nano-forced cerebral-NMOs will be generated to investigate the impact of SBMA on neuromuscular system and corticospinal tract. Supporting this project will enable the implementation of innovative methodologies for the optimization of a relevant human in vitro system, with the potential to revolutionize research and treatment approaches for neuromuscular diseases.

Campo scientifico (EuroSciVoc)

Parole chiave

Programma(i)

Argomento(i)

Meccanismo di finanziamento

HORIZON-TMA-MSCA-PF-EF - HORIZON TMA MSCA Postdoctoral Fellowships - European Fellowships

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Invito a presentare proposte

(si apre in una nuova finestra) HORIZON-MSCA-2024-PF-01

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Coordinatore

MAX DELBRUECK CENTRUM FUER MOLEKULARE MEDIZIN IN DER HELMHOLTZ-GEMEINSCHAFT (MDC)
Contributo netto dell'UE
€ 202 125,12
Indirizzo
ROBERT ROSSLE STRASSE 10
13125 Berlin
Germania
Regione
Berlin Berlin Berlin
Tipo di attività
Research Organisations
Collegamenti
Costo totale
Nessun dato