# 3D Models of Engineered Human iPS Cells to Investigate Neurotropic Virus Infections

> **NIH NIH U19** · MASSACHUSETTS INSTITUTE OF TECHNOLOGY · 2020 · $1,716,267

## Abstract

There is a critical need for improved human tissue models to study infectious diseases. Animal models often 
fail to reproduce human physiology, and are similarly poor predictors of drug efficacy when translated to 
humans. This proposal describes the MIT Center for Human Tissue Models for Infectious Diseases 
(MIT.HTMID), which will focus on two dimensional human neural cells and three dimensional human cerebral 
organoids to study virus infections. The project is sited entirely at The Massachusetts Institute of Technology. 
The three investigators are: Lee Gehrke (Virology and Infectious Diseases), Rudolf Jaenisch (Tissue 
Engineering, Cell Biology, and Stem Cells) and David Sabatini (Genetics and Screening Technologies). The 
Center will also include three Cores; that is, Administrative, Virology, and Human Cells and Tissues. The 
themes of the two interrelated Research Projects of this U19 proposal are: ​Project 1: ​Human tissue models to 
study infectious diseases: Human 2D and 3D neural cultures for studying virus tropism and infection 
phenotypes, and ​Project 2: ​Use of 2D cultures and 3D organoids to identify candidate antiviral compounds; to 
use genetic approaches to identify and validate host genes that promote or protect against flavivirus infection​. 
The experimental use of organoids is significant because the three dimensional architecture and differentiation 
from embryonic stem (ES) cells and induced pluripotent stem (iPS) cells provide near­physiological functions in 
tissue organization, tissue renewal, and responses to pathogen infections. Indeed, human organoids have 
been generated for a wide range of tissues and uses in studying development and diseases, including virus 
infections. The project will compare the infections of five different neural or microglial cell types (neuronal 
progenitors, neurons, oligodendrocytes, astrocytes, microglia) with three flaviviruses (Zika Virus, West Nile 
Virus, or Dengue virus). The research goals of MIT.HTMID address the Zika virus global health crisis, toward 
understanding how related flaviviruses can cause very different diseases, including microcephaly and Guillain 
Barre Syndrome. The virus work will be extended beyond flaviviruses to include other neurotropic viruses; that 
is, pseudotyped vesicular stomatitis viruses (VSV) that carry the envelopes of select agent encephalitic viruses 
(Eastern Equine Encephalitis, Western Equine Encephalitis, and Venezuelan Equine Encephalitis).  We will 
use cell and molecular methods to define and compare the infection phenotypes of the cells and viruses. 
Tissue engineering and genetics will be combined by performing CRISPR­Cas9 screens to identify genes that 
regulate or are regulated by virus infection, and then generating “knockout” organoids to test function in a 
three­dimensional tissue. The organoid human tissue model will also be used to evaluate a number of antiviral 
compounds to validate its potential use as a drug testing platform...

## Key facts

- **NIH application ID:** 9903201
- **Project number:** 5U19AI131135-04
- **Recipient organization:** MASSACHUSETTS INSTITUTE OF TECHNOLOGY
- **Principal Investigator:** Lee Gehrke
- **Activity code:** U19 (R01, R21, SBIR, etc.)
- **Funding institute:** NIH
- **Fiscal year:** 2020
- **Award amount:** $1,716,267
- **Award type:** 5
- **Project period:** 2017-04-01 → 2022-03-31

## Primary source

NIH RePORTER: https://reporter.nih.gov/project-details/9903201

## Citation

> US National Institutes of Health, RePORTER application 9903201, 3D Models of Engineered Human iPS Cells to Investigate Neurotropic Virus Infections (5U19AI131135-04). Retrieved via AI Analytics 2026-05-22 from https://api.ai-analytics.org/grant/nih/9903201. Licensed CC0.

---

*[NIH grants dataset](/datasets/nih-grants) · CC0 1.0*