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

Descrizione del progetto

Dare vita ai modelli cerebrali coltivati in laboratorio

Gli organoidi cerebrali stanno rivoluzionando la ricerca neuroscientifica, ma l’assenza di vasi sanguigni provoca la morte dei tessuti nelle loro regioni centrali. I precedenti tentativi di introdurre una vascolarizzazione hanno spesso causato danni strutturali dovuti a un’invasione angiogenica incontrollata. Con il sostegno del programma di azioni Marie Skłodowska-Curie, il progetto NeuroAngioChip mira a riprodurre lo sviluppo umano avvolgendo innanzitutto gli organoidi in strati meningei protettivi. Queste strutture saranno poi integrate in una piattaforma organ-on-chip perfondibile, stampata in 3D e dotata di una rete vascolare costituita da cellule endoteliali e cellule muscolari lisce. Fornendo nutrienti essenziali e ossigeno mediante perfusione continua, il progetto mira a migliorare la maturazione e la sopravvivenza degli organoidi. L’obiettivo di NeuroAngioChip è fornire un modello neurovascolare affidabile e specifico per l’essere umano, contribuendo in modo significativo ai progressi nello studio e nel trattamento delle malattie cerebrovascolari e dei disturbi del neurosviluppo.

Obiettivo

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.

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-2025-PF

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Coordinatore

THE CHANCELLOR MASTERS AND SCHOLARS OF THE UNIVERSITY OF CAMBRIDGE
Contributo netto dell'UE
€ 260 347,92
Indirizzo
TRINITY LANE THE OLD SCHOOLS
CB2 1TN CAMBRIDGE
Regno Unito
Regione
East of England East Anglia Cambridgeshire CC
Tipo di attività
Higher or Secondary Education Establishments
Collegamenti
Costo totale
Nessun dato

Partner (1)