Generating 3D brain organoids to model developmental epileptic encephalopathy

L'encefalopatia epilettica e dello sviluppo-24 (DEE24) è un disturbo neurologico caratterizzato dall'insorgenza di crisi refrattarie nell'infanzia, da uno sviluppo globale gravemente compromesso, da disabilità intellettiva e da anomalie comportamentali. Per comprendere i meccanismi patogenetici che portano a questa grave malattia, abbiamo generato iPSC derivate da cellule somatiche di pazienti, affetti da mutazioni de novo non correlate e indipendenti del canale HCN1. Abbiamo eseguito diversi controlli di qualità per garantire la pluripotenza e l'autorinnovamento di queste iPSC specifiche per il paziente: qPCR senza vettore, cariotipizzazione, immunoistochimica e qPCR della pluripotenza, test di autoaggregazione e differenziazione corticale rudimentale di Organoidi. Dopo tutti questi controlli di qualità, genereremo lotti di organoidi corticali specifici per i pazienti e, attraverso diverse tecniche come la MEA, l'imaging del calcio e il sequenziamento di singole cellule, cercheremo di comprendere le caratteristiche anomale dello sviluppo corticale di questi tre pazienti non correlati portatori di mutazioni HCN1.

Developmental and epileptic encephalopathy-24 (DEE24) is a neurologic disorder characterized by onset of refractory seizures in infancy, severely impaired global development, intellectual disability, and behavioural abnormalities. To understand the pathogenic mechanisms that lead this severe disease we generated iPSCs derived from patient somatic cells, affected by unrelated and independent de novo mutations of HCN1 channel. We have performed several qualities control to ensure the pluripotency and self-renewal of these patient specific iPSCs: Vector-free qPCR, karyotyping, pluripotency immunohistochemistry and qPCR, self-aggregation test and rudimental cortical differentiation of Organoids. After all these qualities controls, we are going to generate batchs of patients’ specific cortical organoids and through several techniques such as MEA, calcium imaging and single- cell sequencing, we will try to understand the outlier features of cortical development of these unrelated three patients bearing HCN1 mutations.