Impact of biophysical cues on brain organoid growth and development
Notice bibliographique
Résumé
Accumulating evidence illustrates the importance of biophysical cues such as mechanical properties and stresses in embryonic development of organs, as well as disease progression.Researchers in the tissue engineering field are increasingly calling for the incorporation of these cues into strategies for biophysical guidance of engineered tissue development, both for generating improved experimental models as well as generating tissue for regenerative medicine purposes.However, studies of the influence of such biophysical cues on brain organoids are limited.Brain organoids are self-organizing, 3D tissue-engineered models of the human brain that are grown from stem cells and mimic certain aspects of embryonic brain development.These important models are the current state-of-the-art in neuroscience, enabling studies in human models that are impossible with other systems.This thesis explores the effects of several biophysical cues on brain organoid growth and development, namely matrix stiffness and geometry, overall and at the organoid periphery.First, the material properties of the hydrogel used to encapsulate brain organoids were modified to change the physical nature of the organoid microenvironment.Stiffer hydrogels yielded smaller midbrain organoids with increased neuronal maturation, and altered internal microarchitectures; specifically, characteristic developmental structures known as neural rosettes were smaller and fewer.Next, to manipulate overall geometry of pre-formed organoids, a compressive hydrogel molding platform was developed.Using this platform, breast cancer spheroids were molded into simple shapes, and brain organoids were molded into rings, by shaping the organoid around a post to fuse with itself.Tissue markers suggested these ring-shaped organoids differentiated as expected within these devices, indicating the platform could be used to mold tissue building blocks into a variety of shapes.Lastly, a system was engineered to create assembloids from brain organoids with passively shaped peripheries, and investigate the influence of the peripheral geometry.The results suggested that axonal projections from midbrain organoids exhibited target-seeking behaviour, and that geometry influences cell migration out of cerebral organoids.The platform could be used to observe such cellular behaviours in culture models of neural circuit formation.Overall, these new tools and insights could lead to integration of biophysical cues into brain
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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 | 0,001 |
| 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 | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,006 | 0,001 |
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 ».