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Vascularisation and Perfusion of Brain Organoids with a Meningeal Barrier on an Organ-on-Chip Platform

Description du projet

Donner vie à des modèles cérébraux cultivés en laboratoire

Les organoïdes cérébraux révolutionnent la recherche en neurosciences, alors que l’absence de vaisseaux sanguins entraîne la nécrose des tissus centraux. Les tentatives précédentes visant à introduire une vascularisation ont souvent entraîné des dommages structurels dus à une invasion angiogénique incontrôlée. Soutenu par le programme Actions Marie Skłodowska-Curie, le projet NeuroAngioChip entend imiter le développement humain en enveloppant d’abord les organoïdes dans des couches méningées protectrices. Ces constructions seront ensuite intégrées à une plateforme d’organe sur puce imprimée en 3D et perfusable, dotée d’un réseau vasculaire composé de cellules endothéliales et de cellules musculaires lisses. En fournissant les nutriments essentiels et l’oxygène par une perfusion constante, le projet cherche à améliorer la maturation et la survie des organoïdes. L’objectif de NeuroAngioChip est de fournir un modèle neurovasculaire fiable et spécifique à l’être humain, permettant ainsi de faire progresser de manière significative l’étude et le traitement des maladies cérébrovasculaires et des troubles neurodéveloppementaux.

Objectif

Brain organoids are lab-grown models of human brain development that have revolutionised neuroscience research. However, their lack of vascularisation causes hypoxia and necrosis at their core, limiting growth and maturation, and preventing the modelling of neurovascular interactions. Previous attempts to vascularise brain organoids often result in structural disruption from uncontrolled angiogenic invasion. While some strategies generate microvessels, they typically lack connection to perfusable channels, failing to support long-term tissue viability.
Inspired by human embryogenesis, where vascular invasion occurs only after the developing brain is enclosed by meningeal layers, this project proposes a novel solution: enveloping the brain organoids in a meningeal barrier to protect them from aggressive vascularisation. The organoids will then be implanted in a custom-designed, perfusable organ-on-chip platform containing a pre-established vascular network of endothelial and smooth muscle cells derived from induced pluripotent stem cells (iPSCs).
The work plan consists of four key steps: (1) differentiating iPSCs into neural crest-derived meningeal cells and forming a stable meningeal-brain organoid construct; (2) engineering a 3D-printed chip capable of housing and perfusing brain organoids, with a design inspired by the arteriovenous loops performed in vascular microsurgeries in vivo; (3) establishing a capillary network in the chip’s hydrogel and integrating the meningeal-brain organoid into it; and (4) perfusing the system with cell culture media to examine the effects of oxygen and nutrient delivery on organoid maturation.
The anticipated outcome is a reliable, human-specific model of the neurovascular unit, capable of long-term culture and suitable for modelling cerebrovascular diseases and neurodevelopmental disorders.

Champ scientifique (EuroSciVoc)

Mots‑clés

Programme(s)

Thème(s)

Régime de financement

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

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Appel à propositions

(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) HORIZON-MSCA-2025-PF

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Coordinateur

THE CHANCELLOR MASTERS AND SCHOLARS OF THE UNIVERSITY OF CAMBRIDGE
Contribution nette de l'UE
€ 260 347,92
Adresse
TRINITY LANE THE OLD SCHOOLS
CB2 1TN CAMBRIDGE
Royaume-Uni
Région
East of England East Anglia Cambridgeshire CC
Type d’activité
Higher or Secondary Education Establishments
Liens
Coût total
Aucune donnée

Partenaires (1)