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Utilización de matrices de electrodos múltiples para medir la fisiología sináptica en esferas de cocultivo en 3D

8 de julio de 2025

En este artículo

Resumen

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Fuente: Cvetkovic, C., et al. Modelado de Microcircuitos Sinápticos con Cocultivos 3D de Astrocitos y Neuronas a partir de Células Madre Pluripotentes Humanas. J. Vis. Exp. (2018)

Este video muestra el procedimiento de uso de la matriz de electrodos múltiples (MEA) para medir la fisiología sináptica en esferas de cocultivo 3D. Este método permite comprender la dinámica de la red neuronal y la actividad de ráfaga de la red sináptica dentro de las esferas 3D.

Protocolo

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Medición de la fisiología sináptica en vivo con matrices de electrodos múltiples (MEAs)

>1. Prepare MEAs para el cultivo celular.

  1. Limpie la superficie de cada MEA con 1 mL de detergente durante 1 h. Enjuague con agua desionizada (DI) estéril, enjuague con etanol al 70% para esterilizar y luego seque al aire en una cabina de bioseguridad bajo luz ultravioleta.
    nota: Los MEA pueden almacenarse en agua desionizada a 4 °C en condiciones estériles hasta su uso.
  2. Prepare una solución de 0,5 mg/ml de poliornitina (PLO) disolviendo 50 mg de PLO en 100 ml de tampón de ácido bórico. Cubrir la superficie de cada MEA con 1 mL de PLO para hacerla hidrófila e incubar a 37 °C durante un mínimo de 4 h. Retire el PLO y lave la superficie con agua desionizada.
  3. Diluir la solución de recubrimiento de matriz extracelular (ECM) con medios basales (DMEM/F12) para preparar una solución madre de 1 mg/mL. Para una solución de trabajo, vuelva a suspender 3 mL de stock de ECM en 33 mL de medio DMEM/F12 preenfriado, llevando el volumen total a 36 mL para una concentración de 80 μg/mL.
  4. Añadir 1 mL de solución de trabajo ECM a cada MEA e incubar a 37 °C durante un mínimo de 4 h.
  5. Retire el ECM y coloque las esferas en 1,5 mL de medio sobre una superficie MEA, asegurándose de que las esferas estén colocadas encima de la guía de electrodos (Figuras 1A, 1A'). Deje que los medios se adhieran durante 2 días. Cambie la mitad del medio cada 2-3 días (o con más frecuencia si es necesario), asegurándose de que las esferas no se alteren.
    nota: La adición de factores de crecimiento puede mejorar la supervivencia y maduración del cultivo.

>2. Mide la actividad eléctrica de las esferas neuronales.

  1. Configure un sistema de matriz de electrodos múltiples (MEA) con una cabecera con temperatura controlada. Cree un programa de software con un filtro de paso alto de 5 Hz, un filtro de paso bajo de 200 Hz y un umbral de pico de 5 veces la desviación estándar (SD).
  2. Coloque el MEA en el escenario de la cabeza y registre la actividad eléctrica espontánea (Figura 1B, B'). Guarde los datos sin procesar, incluida la frecuencia y la amplitud de los picos, para el análisis estadístico.
    nota: Se puede utilizar un sistema de perfusión con el MEA para agregar agentes farmacológicos o para aumentar el flujo de medios frescos para el registro a largo plazo. Según se desee, se puede realizar un procesamiento posterior adicional de los picos.

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Resultados

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Figura 1: Fisiología sináptica en vivo representativa de esferas neuronales en matrices de electrodos múltiples (MEAs). (A, A') Los MEA se utilizan para medir la fisiología sináptica en vivo de las esferas neuronales. Las esferas de iNeurons (A) o cocultivos de iNeurons y hAstros (A') se pueden cultivar en superficies MEA con sustratos que imitan la ECM (ver paso 4.1). (B, B'...

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Divulgaciones

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No se han declarado conflictos de interés.

Materiales

Lista de materiales utilizados en este artículo
NombreEmpresaNúmero de catálogoComentarios
DMEM/F12Termopescador10565-042Con el suplemento GlutaMAX
Anti/antiTermopescador15240062
B27Termopescador17504044Suplemento de medios de comunicación
heparinasigmaH3149-50KUConcentración de trabajo: 2 mg/mL
Matriz de membrana MatrigelCorning354230Solución de recubrimiento ECM. Concentración de trabajo: 80 ug/ml. Prepárese en hielo y asegúrese de que las pipetas, los tubos y los medios estén previamente enfriados.
Sistema MEA 2100Sistemas multicanalMEA2100
N2Termopescador17502048Suplemento de medios de comunicación
Poli-l-ornitina (PLO)sigmaP3655-100MGConcentración de trabajo: 0,5 mg/mL

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Etiquetas

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