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Los pasos más críticos en el protocolo se relacionan con asegurar que el Stentor permanezca en condiciones óptimas para que ocurran las contracciones. La respuesta de contracción en el ensayo de habituación requiere que los Stentors estén anclados a una superficie usando su agarre pegajoso, ya que rara vez se contraen cuando nadan libremente. Sin embargo, la superficie inferior de la placa de Petri de 35 mm utilizada para experimentos de habituación no suele ser propicia para el anclaje a menos que esté recubierta con poliornitina. Además, el Stentor no puede estar expuesto a ninguna perturbación mecánica durante un mínimo de 2 h antes del inicio del experimento de habituación porque la escala de tiempo de olvido del Stentor es de 2-6 h3. Si Stentor recibe estimulación mecánica dentro de las 2 h posteriores a la hora de inicio del experimento de habituación, existe la posibilidad de que esta estimulación previa induzca un ligero nivel de habituación antes del experimento, reduciendo así la probabilidad de contracción después de que el dispositivo de habituación emita el primer pulso mecánico. Finalmente, durante la etapa de análisis, es importante contar solo el número de Stentor que se contraen después de un pulso, en lugar de cualquier contracción espontánea incidental que ocurra antes de la entrega del pulso, para obtener una lectura precisa de la fracción de células que se contrajeron en respuesta a la estimulación mecánica.
El protocolo se puede modificar fácilmente para estudiar diferentes tipos de dinámica de habituación cambiando la fuerza y la frecuencia de los pulsos mecánicos entregados por el dispositivo de habituación. Esto también brinda la oportunidad de explorar otros tipos de aprendizaje, como la sensibilización, que podrían ocurrir en Stentor. El código del programa de la placa del microcontrolador también se puede ajustar para entregar diferentes patrones de tomas mecánicas al Stentor.
Un problema potencial para solucionar con este protocolo es la baja frecuencia de anclaje de Stentor, que podría limitar el número de Stentor que se puede observar en el experimento de habituación. La frecuencia de anclaje a veces se reduce en cultivos de Stentor que no han sido alimentados recientemente o están contaminados. Para abordar este problema, se debe lavar un nuevo lote de Stentor para comenzar un nuevo cultivo y alimentarlos regularmente de acuerdo con el protocolo descrito en Lin et al.10.
Este protocolo está limitado en el sentido de que solo se puede probar una sola placa de Stentor a la vez, lo que resulta en mediciones de rendimiento relativamente bajo. Además, el software actual no permite la automatización del análisis de imágenes de una sola célula. La mayoría de los datos adquiridos son, por lo tanto, a nivel poblacional. Los modelos futuros del dispositivo de habituación y las herramientas de análisis de imágenes pueden facilitar experimentos unicelulares de alto rendimiento.
La habituación en Stentor se ha estudiado previamente utilizando métodos descritos por Wood3, pero este nuevo protocolo permite automatizar los experimentos. La automatización no solo permite al investigador entregar de manera reproducible pulsos mecánicos de una fuerza y frecuencia específicas, sino que también facilita los experimentos de habituación a largo plazo, ya que el dispositivo puede dejarse funcionando sin supervisión durante días. Además, el uso de un motor paso a paso en lugar del solenoide empleado en los experimentos de Wood3 reduce el riesgo de desmagnetización con el tiempo y también permite variar la fuerza del estímulo durante el curso de un solo experimento.
El estudio de la habituación celular puede revelar conocimientos clínicos para condiciones como el trastorno por déficit de atención con hiperactividad (TDAH) y el síndrome de Tourette en el que la habituación se ve afectada11. Los mecanismos de habituación del stentor también pueden revelar nuevos paradigmas de aprendizaje no sináptico independientes de los circuitos celulares complejos. Finalmente, las ideas sobre el aprendizaje de células individuales podrían inspirar métodos para reprogramar células dentro de tejidos multicelulares, otra vía potencial para combatir enfermedades.