October 26th, 2014
Nous décrivons ici comment effectuer des enregistrements multi-électrodes de réseaux de tissu cortical humain épileptique. Résection de tissu épileptique, préparation de tranche et de matrices multi-électrode enregistrements d'événements intercritiques et ictales sont démontrés en détail.
L’objectif global de cette procédure est d’effectuer des enregistrements multi-électrodes d’événements ex vivo, interictaux et de type convulsif à partir de tissu cortical épileptique humain, fournissant ainsi un moyen d’aborder les mécanismes de base sous-jacents aux activités épileptiques, à l’initiation, à la propagation et aux effets des médicaments antiépileptiques aux niveaux cellulaire et du réseau. Ceci est accompli en réséquant d’abord soigneusement le tissu cortical humain de patients atteints d’épilepsie pharmacorésistante pendant la chirurgie. La deuxième étape consiste à éliminer les caillots sanguins, les vaisseaux et les méninges ainsi que l’excès de matière blanche avant de trancher.
Ensuite, coupez le bloc de tissu en tranches de 400 microns. La dernière étape consiste à maintenir les tranches dans les conditions d’interface d’oxygénation élevée et de température contrôlée avec une perfusion lente. En fin de compte, la technique du réseau multi-électrodes est utilisée pour enregistrer l’activité interictale spontanée et évoquer des événements de type ictal.
Notre laboratoire étudie le rôle des interactions neurogliales dans la physiopathologie cérébrale pour étudier comment les cellules neurales peuvent générer une activité pathologique du réseau chez l’homme. Nous avons récemment établi des enregistrements multi-électrodes de tissus corticaux épileptiques et postopératoires humains en collaboration avec des hôpitaux de soins du cou et de Petri. Aujourd’hui, Thomas Blo, neurochirurgien à l’hôpital Neck Care, ainsi que Feld, épileptologue et chercheur à l’hôpital Lapis et Elena DOI, postdoc dans mon laboratoire, vous montreront comment réaliser et faire bon usage de ces techniques.
De la collecte de tissu épileptique humain aux enregistrements MEA ex vivo, l’utilisation de l’ECT du tissu cortical humain pour guérir les patients épileptiques permet l’exploration directe des neurones épileptiques humains et des cellules gliales fonctionnellement maintenus, qui sont interconnectés dans des réseaux spécifiques. Les investigations in vitro, un tissu humain donnent accès à des cellules uniques et à des activités de réseau, des mécanismes ioniques, qui ne peuvent pas être entièrement abordés in vivo. L’enregistrement MEA du tissu cortical humain peut aider à répondre à une question clé dans le domaine de l’épilepsie, telle que les mécanismes cellulaires sous-jacents à l’exogenèse et à la propagation des crises.
L’implication de cette technique s’étend à l’épilepsie lésionnelle et à leur traitement car elle permet de comprendre les mécanismes de la pharmacorésistance et l’effet du médicament antiépileptique sur les événements convulsifs enregistrés dans les coupes corticales humaines. In vitro. Le principal avantage des multi-électroréseaux par rapport aux méthodes existantes telles que e, e, g ou les micro-électrodes in vivo, est qu’ils permettent la stimulation et l’enregistrement simultanés et non invasifs des potentiels de champ et de l’activité multi-unités de plusieurs côtés du tissu.
Pour commencer la procédure, préparez la chambre d’interface en remplissant d’abord la partie inférieure avec de l’eau distillée. Connectez ensuite la chambre à une source de carbogène. Ensuite, coupez un morceau de tissu de lentille pour l’adapter à la zone plate de la chambre de tranche.
Placez-le à côté du tube d’entrée afin de permettre aux bulles de s’échapper de la ligne d’entrée avant d’atteindre les tranches. Après cela, coupez deux morceaux de fil de coton torsadé de la même longueur que le morceau de tissu de lentille. Placez-les sur les côtés de la zone plate de la chambre, réglez le débit de la pompe péristaltique à un millilitre par minute.
Activez ensuite l’oxygénation de l’eau dans la partie inférieure de la chambre. Réglez ensuite le régulateur de température sur 37 degrés Celsius. Couvrez la partie supérieure de la chambre d’interface avec un morceau de paraforme et attendez au moins 30 minutes que la température augmente et se stabilise.
Maintenant, préparez les outils de dissection, qui comprennent deux pinces fines, une spatule, une petite cuillère et une lame, deux boîtes de Pétri en verre, deux pinceaux et la colle cyanoacrylate. Ensuite, préparez le vibrato en réglant les paramètres de tranchage. Dans cette procédure, retirez le LCR A à base de saccharose préparé du congélateur à moins 80 degrés Celsius et écrasez-le dans la gadoue.
Oxygénez-le avec du carbogène. Transférez ensuite 250 millilitres de la gadoue A LCR dans une bouteille en verre et conservez-la dans une bouteille remplie de glace pour le prélèvement de tissus dans la salle d’opération. Sous anesthésie générale standard, utilisez un système de neuronavigation pour permettre une localisation précise du cortex.
Ensuite, faites une incision dans la peau, puis créez un trou de fraise dans l’os, suivi d’une craniotomie. Ensuite, soulevez doucement le rabat osseux et ouvrez la dure-mère avec des ciseaux. Effectuez ensuite une résection en bloc du cortex épileptique et évitez une coagulation étendue.
Coupez un bloc cortical d’un centimètre d’épaisseur et placez-le dans le LCR A oxygéné et congelé. Ensuite, transférez le tissu dans un LCR A congelé à base de saccharose au laboratoire le plus rapidement possible, mais en évitant les chocs mécaniques. Maintenant, remplissez une boîte de Pétri et le plateau tampon de vibrato avec la barbotine A oxygénée à base de saccharose et continuez à oxygéner la barbotine A avec du carbogène.
Ensuite, retirez délicatement le mouchoir de la bouteille à l’aide d’une cuillère et placez-le dans la boîte de Pétri. À l’aide de la pince, retirez soigneusement les caillots sanguins, les vaisseaux et les méninges pour éviter toute résistance lors du tranchage. Coupez le côté du tissu avec une lame pour obtenir une surface plane aussi parallèle que possible au côté opposé du tissu.
Collez ensuite le tissu sur la plaque d’échantillon de vibrato afin de préparer des coupes corticales transversales. Ensuite, placez-le dans le bac tampon et coupez des tranches de 400 microns d’épaisseur à basse vitesse. Ensuite, coupez quelques morceaux de tissu pour lentilles avec une spatule et un pinceau.
Transférez ces tranches de tissu du cristallin dans la chambre d’interface. Incuber-les à 37 degrés Celsius pendant au moins une heure avant l’enregistrement. Dans cette procédure, branchez le système de perfusion sur une pompe péristaltique et le système MEA sur un ordinateur.
Placez ensuite une puce MEA vide à l’intérieur de l’amplificateur. Ensuite, réglez le régulateur de température pour chauffer l’élément de canule dans la chambre MEA à 37 degrés Celsius. Commencer la perfusion du LCR A oxygéné à raison de cinq à six millilitres par minute.
Après cela, ouvrez le logiciel d’enregistrement. Assurez-vous que toutes les électrodes MEA sont bien connectées et qu’il n’y a pas de bruit dû à la perfusion. Versez maintenant un peu d’enregistrement A refroidi dans une boîte de Pétri en verre.
Transférez une tranche de la chambre d’interface vers la boîte de Pétri en saisissant le tissu du cristallin. Ensuite, détachez soigneusement la tranche du tissu en l’immergeant dans la solution, ou utilisez une petite brosse pour faciliter le détachement. Ensuite, remplissez la puce MEA avec un peu de A CSF.
Transférez la tranche sur la puce MEA à l’aide d’une spatule avec une pipette en plastique. Retirez délicatement la solution pour faire adhérer la tranche sur la zone de l’électrode et maintenez-la en place avec une ancre en platine. Après cela, ajoutez un millilitre d’enregistrement d’un CSF à la puce MEA et placez-le dans l’amplificateur.
Démarrez ensuite la perfusion à cinq à six millilitres par minute. Ensuite, vérifiez la position de la tranche dans la zone d’enregistrement MEA. À l’aide du logiciel de surveillance MEA, ajustez-le si nécessaire.
Afin d’enregistrer à partir des couches corticales et de prendre une photo, démarrez l’enregistrement. Il s’agit d’une trace représentative de l’activité de la tranche corticale humaine enregistrée par une électrode MEA. Dans le LCR A normal, il est possible d’observer une activité spontanée de type interictal 15 minutes après la perfusion avec du LCR de potassium A sans magnésium à six millimolaires.
La première crise apparaît et est suivie d’autres événements à deux ou trois minutes d’intervalle. La trace bleue illustre l’activité zoomée. Ce panneau montre les données passe-haut filtrées à 250 hertz, ce qui révèle une activité multi-unités lorsqu’on zoome sur voici un enregistrement représentatif d’une crise de toutes les électrodes MEA sans magnésium.
LCR de potassium A de six millimolaires. Chaque carré représente une électrode de 12 par 12 MEA et montre une 82e fenêtre de temps. La ligne pointillée indique la position de la surface corticale par rapport au réseau MEA.
Après avoir regardé cette vidéo, vous devriez avoir une bonne compréhension de la façon de transporter en toute sécurité le tissu cortical humain, de préparer et de stocker le psoriasis cortico viable et d’effectuer des enregistrements MEA des activités épileptiques spontanées et induites Lors de cette procédure, il est important d’avoir une collaboration étroite entre l’équipe clinique de l’hôpital et les chercheurs en laboratoire. N’oubliez jamais que travailler avec des tissus humains peut être dangereux et qu’une protection doit toujours être prise, comme le port de gants afin d’éviter toute maladie infectieuse possible Après cette procédure. D’autres techniques telles que l’imagerie par fluorescence, l’enregistrement, le tri des pointes et l’analyse histologique peuvent être couplées à des enregistrements EM EA pour corréler les propriétés synaptiques, le comportement d’une cellule unique, la dynamique ionique et les anomalies cellulaires et moléculaires aux activités de la population.
La réalisation d’enregistrements MEA de tissus épileptiques humains peut ouvrir la voie à l’exploration des épilepsies lésionnelles afin de clarifier les mécanismes sous-jacents à l’exogenèse et à la pharmacorésistance, ainsi que le rôle de l’interaction neurogliale dans ce phénomène. Merci d’avoir regardé et bonne chance dans votre expérience.
Cet article décrit la procédure pour effectuer des enregistrements à partir de réseaux multi-électrodes sur du tissu cortical épileptique humain. Il détaille les étapes allant de la résection des tissus à l'enregistrement des événements intercritiques et ictaux.
Studying human epileptic cortical tissue ex vivo provides a direct window into disease-relevant network dynamics that cannot be fully recapitulated in animal models or in vitro systems. Multi-electrode array recordings enable simultaneous stimulation and high-resolution mapping of interictal and ictal-like events across spatially distributed neuronal populations. This approach supports mechanistic de-risking of therapeutic hypotheses by linking cellular and network-level pathophysiology to pharmaco-resistance and seizure propagation in a clinically sourced human tissue model.
The method integrates into early discovery workflows by providing human-derived electrophysiological data that informs target selection and lead optimization prior to animal model studies.