3D stam cel modellen voor het bestuderen van het effect van TREM2 op de hallmarks van de ziekte van Alzheimer

Alzheimer's ziekte (AZ) is een neurodegeneratieve ziekte gekenmerkt door de aanwezigheid van plaquen, tangles, and neuroinflammatie. Ondanks het vele onderzoek bestaat er nog steeds geen definitieve behandeling. In mijn onderzoek zal ik een in vitro model ontwikkelen om AZ te bestuderen. Er bestaan inderdaad wel al muis modellen voor AZ maar deze vertonen niet de volledige pathologie gezien bij de mens. Er is dus nood aan een model that alle hallmarks van AZ vertoont. Dit model kan dan gebruikt worden als een drug screening model maar ook als een model voor het bestuderen van andere neurodegenerative ziekten aangezien deze allemaal neuroinflammatie vertonen. Een andere belangrijke factor die nader bestudeerd dient te worden is het effect van oppervlakte receptor TREM2, gevonden op microglia en monocyten, op het opruimen van plaquen en op inflammatie. Ik zal een model maken om het effect van TREM2 en de neuroinflmmatie ten gevolge van verminderd functioneren van TREM2 te bestuderen door het ontwikelen van drie tools welke dan gecombineerd zullen worden in een laatste doel.  Een eerste tool is een protocol maken voor het differentieren van humane pluripotente stam cellen tot microglia. Dit zal gebaseerd zijn op het feit dat microglia ontwikkelen vanuit de primitieve pathway, dat de Wnt-pathway geinhibeerd moet zijn en dat de overleving en differentiatie afhankelijk is van IL34 en CSF1. Hetzelfde differentiatieprotocol zal toegepast worden op cel lijn die een mutatie in TREM2 hebben die zorgt voor een verhoogd risico op AZ en op een cel lijn die knock out is voor TREM2. De tweede tool is het verkrijgen van neuronen die plaquen en tangles produceren. Dit zal verwezenlijkt worden door het genetisch aanpassen van een cel lijn door het inbrengen van een cassette die gemuteerd APP en PS1 bevat. Dezelfde cassette zal ingebracht worden in een cel lijn die al drie mutaties heeft in het tau proteine. De hypothese is dat neuronen verkregen uit deze cel lijnen plaquen en tangles zullen produceren. Samen met een verstoorde TREM2 functie is de hypothese dat de inflammatie versterkt is. Het derde tool is om de omgeving van het brein na te bootsen voor het in cultuur brengen van de microglia en neuronen. Dit zal verwezenlijkt worden door het ontwerpen van een PEG-hydrogel verrijkt met componenten van de extracellulaire matrix gevonden in de hersenen. Wanneer deze microglia, samen met de neuronen in de optimale omgeving in co-cultuur gebracht worden, zal dit alle kenmerken van AZ geven. Dit is dan een ideaal in vitro model voor AZ en andere neurodegenerative ziekten.