MF
Martin Falck
Author with expertise in Induction and Differentiation of Pluripotent Stem Cells
Achievements
Open Access Advocate
Key Stats
Upvotes received:
0
Publications:
3
(100% Open Access)
Cited by:
3
h-index:
3
/
i10-index:
0
Reputation
Biology
< 1%
Chemistry
< 1%
Economics
< 1%
Show more
How is this calculated?
Publications
1

Robust and reproducible neuronal differentiation of human embryonic stem cells for neurotoxicology

Athina Samara et al.Jan 28, 2022
Abstract Neuronal differentiation from pluripotent cells is commonly used to recapitulate events in early brain development. Neuronal precursors and developing neurons cultured in vivo, rely on attachment, density and cell-to-cell communication, and cell-passaging steps should be minimised to avert disruption of network cross-connectivity. This is crucial both for viability and maturation, and the former also applies to human embryonic stem cells (hESCs). Neuronal differentiation protocols from hESCs for neurotoxicology assessment studies should therefore provide standardized cell density requirements, and optimised coating matrix conditions. The effect of drug treatments may be masked by compound instability and degradation in cell culture medium but performing daily media changes can circumvent these issues. Here, we describe a robust neuronal differentiation protocol using dual SMAD/WNT signalling inhibitors LDN193189, SB431542 and XAV939 (LSX) for neural induction of hESCs, followed by self-patterning and cell maturation stages, for the generation of ventral telencephalic progenitors and neurons. We provide critical information on the optimized cell culture parameters and standardized methods of stage-specific validation. Using cell counts, immunofluorescence, qRT-PCR, and a proof of principle treatment with valproic acid to showcase issues with drug-induced cell toxicity, we facilitate reproducibility of the protocol. Graphical abstract
1
Citation2
0
Save
1

A multi-omics approach to visualize early neuronal differentiation in 4D

Athina Samara et al.Feb 2, 2022
Summary Neuronal differentiation of pluripotent stem cells is an established method to study physiology, disease and medication safety. However, the sequence of events in human neuronal differentiation and the ability of in vitro models to recapitulate early brain development are poorly understood. We developed a protocol optimized for the study of early human brain development and neuropharmacological applications. We comprehensively characterized gene expression and epigenetic profiles at four timepoints, as the cells differentiate from embryonic stem cells towards a heterogenous population of progenitors, immature and mature neurons bearing telencephalic signatures. A multi-omics roadmap of neuronal differentiation, combined with searchable interactive gene analysis tools, allows for extensive exploration of early neuronal development and the effect of medications. Graphical Abstract Highlights Multi-omics charting a new neuronal differentiation protocol for human ES cells Single-cell analyses reveals marker genes during neuronal differentiation Identified transcriptional waves similar to early human brain development Searchable tools to visualize single-cell gene expression and chromatin state In Brief We have developed a novel protocol for human embryonic stem cells to study neural induction and early neuronal differentiation. Multi-omics analyses uncovered cell populations, genes and transcriptional waves defining cell fate commitment. We comprehensively describe epigenetic landscapes and gene expression and provide searchable analysis tools for exploration of the data.
1
Citation1
0
Save
25

Multi-omics approach reveals dysregulated genes during hESCs neuronal differentiation exposure to paracetamol

Mari Spildrejorde et al.Dec 10, 2022
Summary Prenatal paracetamol exposure has been associated with neurodevelopmental outcomes in childhood. Pharmacoepigenetic studies show differences in cord blood DNA methylation between paracetamol exposed and unexposed neonates. However, causal implications and impact of long-term prenatal long-term paracetamol exposure on brain development remain unclear. Using a multi-omics approach, we investigated the effects of paracetamol on a model of early human brain development. We exposed human embryonic stem cells undergoing in vitro neuronal differentiation to daily media changes with paracetamol concentrations corresponding to maternal therapeutic doses. Single-cell RNA-seq and ATAC-seq integration identified paracetamol-induced chromatin-opening changes linked to gene expression. Differentially methylated and/or expressed genes were involved in signalling, neurotransmission, and cell fate-determination trajectories. Some genes involved in neuronal injury and development-specific pathways, such as KCNE3 , overlapped with differentially methylated genes previously identified in cord blood associated with prenatal paracetamol exposure. Our data suggest that paracetamol may play a causal role in impaired neurodevelopment. Graphical Abstract