Construire des réseaux neuronaux tridimensionnels couplés à des réseaux de micro-électrodes

Prenez une suspension d’embryons de rats neurones de l’hippocampe.

Transférez les neurones sur la zone active recouverte d’un facteur d’adhésion d’un réseau de microélectrodes, ou MEA. Cette zone active est confinée par une structure polymère.

Incuber le MEA. Les neurones adhèrent à la zone active MEA enrobée, formant un réseau neuronal 2D.

De plus, transférez les neurones sur une monocouche de microbilles de verre recouverte d’un facteur d’adhésion dans des inserts membranaires à l’intérieur d’une plaque multi-puits.

Incuber pour que les neurones se fixent aux billes recouvertes de facteur d’adhésion.

Transférez les microbilles avec les neurones adhérents dans la zone MEA confinée contenant le réseau neuronal.

Les microbilles s’auto-assemblent pour former une structure hexagonale.

Répétez plusieurs fois le transfert de microbilles sur le MEA, en construisant des couches qui s’auto-assemblent, formant une structure 3D emballée.

Ajouter le milieu dans la zone active confinée MEA et incuber.

Les neurones se développent, formant un réseau neuronal 3D interconnecté.

Plaquez les cellules à une densité de 2 000 cellules par millimètre carré sur la zone active de la MEA, définie par la contrainte PDMS pour créer un réseau neuronal 2D. Ensuite, placez l’appareil MEA dans l’incubateur avec une atmosphère de dioxyde de carbone humidifiée à 5 % à 37 degrés Celsius.

Pour compléter l’étape préliminaire à la construction de la culture 3D, répartissez 160 microlitres de la suspension avec une concentration cellulaire de 600 à 700 cellules par microlitre sur la surface de la monocouche de microbilles positionnée à l’intérieur des plaques multipuits. Ensuite, placez les plaques multipuits dans l’incubateur avec une atmosphère de dioxyde de carbone humidifiée à 5 % à 37 degrés Celsius.

Six à huit heures après le placage, transférez 30 à 40 microlitres de suspension avec des microbilles et des neurones dans la zone de la MEA délimitée par la contrainte PDMS. Après chaque transfert, attendez environ une demi-minute pour permettre aux microbilles de s’auto-assembler dans une structure compacte hexagonale. Une fois toutes les couches déposées et assemblées spontanément, ajoutez 300 microlitres de fluide sur le dessus de la zone délimitée par la contrainte PDMS.

Mettez la structure 3D couplée au MEA dans l’incubateur à 37 degrés Celsius et 5 % de dioxyde de carbone pendant 48 heures.