Generierung fortschrittlicher Blut-Hirn-Schranken-Sphäroide unter Verwendung von menschlichen induzierten pluripotenten Stammzell-abgeleiteten kapillaren Endothelzellen ähnlichen Zellen

Umfangreich untersuchte Blut-Hirn-Schranken (BHS) In-vitro-Modelle basieren auf 2D Zellkultur-Einsätzen. Sie stellen jedoch nicht exakt die 3D in-vivo Mikro-Umgebungen dar, da es an direkten Zellkontakt der neurovaskulären Einheit mangelt. Hier wird die Etablierung und Charakterisierung eines selbstassembling 3D BHS-Sphäroidmodells unter Verwendung von menschlich induzierten pluripotenten Stammzellen (hiPSC) abgeleiteten, kapillaren Endothelzellen ähnlichen Zellen (iBCECs) in Kombination mit primären menschlichen Astrozyten (ACs) und Perizyten (PCs) berichtet. Diese Untersuchung vergleicht 3D-Sphäroide mit 2D mono-kultivierten iBCECs, die aus zwei verschiedenen hiPSC-Linien und zwei Differenzierungsstrategien abgeleitet wurden. Es wurde beobachtet, dass die Eigenschaften der Sphäroide je nach verwendeter Differenzierungsstrategie oder Typ der hiPSC-Linie zur Modellerzeugung variieren. Dennoch zeigen Sphäroide eine in-vivo-ähnliche ultrastrukturelle Tight Junction und im Vergleich zu 2D-Modellen eine höhere Transkriptexpression von BHS-spezifischen Genen. Darüber hinaus besitzen sie charakteristische Barrierenintegrität, Barrierefunktionalität und Proteinausdruck. Es wird gefolgert, dass hiPSC-abgeleitete BHS-Sphäroide ein starkes Potenzial als zuverlässiges zukünftiges BHS In-vitro-Testsystem haben.