Low-intensity focused ultrasound enables temporal modulation of human midbrain organoid differentiation
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Controlling the precise timing of biosignaling cues in complex 3D models such as organoids is critical for guiding cellular differentiation and functional maturation. Ultrasound stimulation, a next-generation neuromodulation modality, offers unique advantages due to its target specificity, ability to elicit mechanosensitive responses, and high spatial resolution. However, there is still a lack of precision stimulation platforms and comprehensive biomarker assays for selective control of organoid development. Here, we introduce a modular piezoelectric ultrasound stimulation platform that integrates seamlessly with conventional multi-well plates, enabling selective neuromodulation of midbrain organoids (mBOs). We demonstrate that ultrasound can specifically modulate cellular differentiation by promoting dopaminergic progenitor markers while delaying terminal differentiation. Importantly, ultrasound stimulation did not induce cellular damage, as confirmed by the absence of apoptosis and DNA damage markers. This work demonstrates the potential of focused ultrasound as a safe, non-invasive, and tunable biophysical cue for temporal regulation of organoid differentiation and maturation. Significance Statement Organoids are three dimensional in vitro models derived from human tissue that recapitulate the complex features of organs. However, precise modulation of organoid differentiation relies on biochemical factors, which are limited in their temporal controllability. In this study, we demonstrate that low-intensity ultrasound stimulation enables temporal modulation of midbrain organoid differentiation using a modular multi-well stimulation platform. In particular, we show that ultrasound promotes the proliferation of dopaminergic progenitor cells. These findings suggest that ultrasound can serve as a supplementary mechanical cue to regulate midbrain organoid development.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».