Observation of interactions and communication between multiple brain organoids

Abstract

Der Endocannabinoid-Rezeptor 1 (CB1) spielt nachweislich eine entscheidende Rolle bei der retrograden Signalübertragung und der Gehirnentwicklung und kann bei neurologischen Erkrankungen verändert sein. In der vorliegenden Studie wurde die Hypothese aufgestellt, dass eine erhöhte Aktivität in Konneoiden mit einer höheren CB1-Konzentration korreliert, als sie in einzelnen Organoiden zu beobachten ist.Um diese Hypothese zu testen, wurden Connectoide, die in einem mikrofluidischen Gerät kultiviert wurden, mit einer Kombination aus Live-Bildgebung und immunhistochemischer Färbung analysiert, um die Transfektionseffizienz, die Proteinverteilung und die Reaktionen auf natürliche und künstliche 2-AG-Signalisierung zu untersuchen.Die Ergebnisse zeigten Diskrepanzen in der Lokalisierung von nativem CB1 und modifiziertem CB1. Außerdem wurde festgestellt, dass Grab2.0 die Visualisierung der neuronalen Aktivität durch Fluoreszenz ermöglicht. Ein Vergleich der Aktivität zwischen einzelnen Organoiden und Connectoids bleibt jedoch schwierig.Diese Forschungsarbeit bietet Einblicke in die grundlegenden Mechanismen des Endocannabinoidsystems, die in Zukunft zur Identifizierung neuer pharmazeutischer Ziele für die Behandlung neurologischer Erkrankungen beitragen könnten.

The endocannabinoid receptor 1 (CB1) has been shown to play a crucial role in retrograde signaling and brain development and may be altered in neurological diseases. The present study hypothesized that increased activity in connectoids correlates with a higher CB1concentration compared to that observed in singular organoids.To test this hypothesis, connectoids cultured in a microfluidic device were analyzed using a combination of live imaging and immunohistochemical staining to investigate transfection efficiency, protein distribution, and responses to natural and artificial 2-AGsignaling.The results revealed discrepancies in the localization of native CB1 and modified CB1.Additionally, it was observed that Grab2.0 enables the visualization of neuronal activity through fluorescence. However, comparing activity between singular organoids and connectoids remains challenging.This research provides insights into the fundamental messaging mechanisms of the endocannabinoid system, which may, in the future, contribute to the identification of novel pharmaceutical targets for treating neurological diseases.