Metodología para la neuromodulación química Biomimetic de Retinas de ratas con el neurotransmisor glutamato In Vitro

Corey M. Rountree; John B. Troy; Laxman Saggere

doi:10.3791/56645

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Artículo de método

Metodología para la neuromodulación química Biomimetic de Retinas de ratas con el neurotransmisor glutamato In Vitro

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DOI:

10.3791/56645

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19 de diciembre de 2017

Corey M. Rountree¹ , John B. Troy² , Laxman Saggere¹

¹Department of Mechanical and Industrial Engineering, University of Illinois at Chicago, ²Department of Biomedical Engineering, Northwestern University

En este artículo

Resumen

Este protocolo describe un método novedoso para la investigación de una forma de neuroestimulación química de wholemount rat retinas en vitro con el neurotransmisor glutamato. Química neuroestimulación es una alternativa prometedora a la neuroestimulación eléctrica convencional de retinales neuronas para tratar ceguera irreversible causada por enfermedades degenerativas fotorreceptor.

Resumen

Enfermedades degenerativas fotorreceptor causan ceguera irreparable por la pérdida progresiva de células fotorreceptoras en la retina. Prótesis retinianas son un tratamiento emergente para enfermedades degenerativas fotorreceptor que buscan restaurar la visión estimulando artificialmente las neuronas retinianas sobrevivientes con la esperanza de suscitar comprensible percepción visual en los pacientes. Prótesis retinianas actuales han demostrado éxito en la restauración de la visión limitada a los pacientes mediante una matriz de electrodos para estimular la retina eléctricamente pero enfrentan importantes barreras físicas en la restauración de alta agudeza, visión natural a los pacientes. Neuroestimulación química utilizando neurotransmisores nativos es una estimulación alternativa eléctrica biomiméticos y podría eludir las limitaciones fundamentales asociadas con prótesis retinianas mediante neuroestimulación eléctrica. Específicamente, neuroestimulación química tiene el potencial para restaurar la visión más natural con agudezas visuales comparables o mejores a los pacientes mediante la inyección de cantidades muy pequeñas de los neurotransmisores, los mismos agentes naturales de comunicación utilizado por la retina sinapsis química, en una resolución mucho más fina que prótesis eléctricas actuales. Sin embargo, como un paradigma de estimulación relativamente inexplorada, hay ningún protocolo establecido para lograr la estimulación química de la retina en vitro. El propósito de este trabajo es proporcionar un marco detallado para lograr estimulación química de la retina para investigadores que deseen estudiar el potencial de la neuromodulación química de la retina o similar los tejidos neuronales in vitro. En este trabajo, describimos el montaje experimental y metodología para la obtención de ganglionares de la retina células (RGC) spike respuestas similares a visual luz respuestas de tipo salvaje y degenerado fotorreceptor wholemount retinas de rata mediante la inyección controlada volúmenes de el neurotransmisor glutamato en el espacio subretinal utilizando Micropipetas de vidrio y un dispositivo de microfluidos multipuerto personalizado. Esta metodología y protocolo son lo bastante generales como para ser adaptado para neuromodulación mediante otros neurotransmisores o incluso otros tejidos neuronales.

Introducción

Fotorreceptor enfermedades degenerativas, tales como retinitis pigmentosa y degeneración macular relacionada con la edad, son principales a causas hereditarias de pérdida de la visión y son actualmente incurables¹^,². Aunque estas enfermedades surgen de una variedad de mutaciones genéticas específicas, enfermedades degenerativas del fotorreceptor se caracterizan como un grupo por la pérdida progresiva de las células fotorreceptoras en la retina, que finalmente causa la ceguera. La pérdida de disparadores de fotorreceptores extensa remodelación a lo largo de la retina, pero sobrevivir a las neuronas retinianas, ....