Name: Une plate-forme multi-électrodes pour modéliser l’épilepsie à l’aide d’assembloïdes cérébraux dérivés de cellules souches pluripotentes humaines (Vidéo) | JoVE Journal
Uploaded: 2024-09-27T14:57:00.000+00:00
Duration: 6 min 30 s
Description: Découvrez une plateforme multi-électrodes pour modéliser l'épilepsie avec des assembloïdes cérébraux dérivés de cellules souches pluripotentes humaines. Cette méthode permet d'étudier l'activité électrophysiologique et les réponses aux traitements.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

<meta charset="utf8"></head><body>Enregistrement de l’activité du réseau chez les assembloïdes cérébraux : approche multi-électrodes

<ol><li>Lancaster, M. A., Knoblich, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Organogenesis+in+a+dish%3A+Modeling+development+and+disease+using+organoid+technologies%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Organogenesis in a dish: Modeling development and disease using organoid technologies.</a> Science. 345 (6194), 1247125(2014).</li>
<li>Tanaka, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Synthetic+analyses+of+single-cell+transcriptomes+from+multiple+brain+organoids+and+fetal+brain%5BTitle%5D)+AND+%22Cell+Rep%22%5BJournal%5D)">Synthetic analyses of single-cell transcriptomes from multiple brain organoids and fetal brain.</a> Cell Rep. 30 (6), 1682-1689.e3 (2020).</li>
<li>Meng, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Assembloid+CRISPR+screens+reveal+impact+of+disease+genes+in+human+neurodevelopment%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Assembloid CRISPR screens reveal impact of disease genes in human neurodevelopment.</a> Nature. 622 (7982), 359-366 (2023).</li>
<li>Samarasinghe, R. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Identification+of+neural+oscillations+and+epileptiform+changes+in+human+brain+organoids%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Identification of neural oscillations and epileptiform changes in human brain organoids.</a> Nat Neurosci. 24 (10), 1488-1500 (2021).</li>
<li>Saleem, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Modelling+hyperexcitability+in+human+cerebral+cortical+organoids%3A+Oxygen%2Fglucose+deprivation+most+effective+stimulant%5BTitle%5D)+AND+%22Heliyon%22%5BJournal%5D)">Modelling hyperexcitability in human cerebral cortical organoids: Oxygen/glucose deprivation most effective stimulant.</a> Heliyon. 9 (4), e14999(2023).</li>
<li>Saberi, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((In-vitro+engineered+human+cerebral+tissues+mimic+pathological+circuit+disturbances+in+3D%5BTitle%5D)+AND+%22Commun+Biol%22%5BJournal%5D)">In-vitro engineered human cerebral tissues mimic pathological circuit disturbances in 3D.</a> Commun Biol. 5 (1), 1-9 (2022).</li>
<li>Bagley, J. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fused+dorsal-ventral+cerebral+organoids+model+complex+interactions+between+diverse+brain+regions%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Methods%22%5BJournal%5D)">Fused dorsal-ventral cerebral organoids model complex interactions between diverse brain regions.</a> Nat Methods. 14 (7), 743-751 (2017).</li>
<li>Birey, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Assembly+of+functionally+integrated+human+forebrain+spheroids%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Assembly of functionally integrated human forebrain spheroids.</a> Nature. 545 (7652), 54-59 (2017).</li>
<li>Sloan, S. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Generation+and+assembly+of+human+brain+region-specific+three-dimensional+cultures%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Protoc%22%5BJournal%5D)">Generation and assembly of human brain region-specific three-dimensional cultures.</a> Nat Protoc. 13 (9), 2062-2085 (2018).</li>
<li>Xiang, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fusion+of+regionally-specified+hPSC-derived+organoids+models+human+brain+development+and+interneuron+migration%5BTitle%5D)+AND+%22Cell+Stem+Cell%22%5BJournal%5D)">Fusion of regionally-specified hPSC-derived organoids models human brain development and interneuron migration.</a> Cell Stem Cell. 21 (3), 383-398.e7 (2017).</li>
<li>VanDersarl, J. J., Renaud, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Biomimetic+surface+patterning+for+long-term+transmembrane+access%5BTitle%5D)+AND+%22Sci+Rep%22%5BJournal%5D)">Biomimetic surface patterning for long-term transmembrane access.</a> Sci Rep. 6 (1), 32485(2016).</li>
<li>Sandoval, S. O., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Rigor+and+reproducibility+in+human+brain+organoid+research%3A+Where+we+are+and+where+we+need+to+go%5BTitle%5D)+AND+%22Stem+Cell+Rep%22%5BJournal%5D)">Rigor and reproducibility in human brain organoid research: Where we are and where we need to go.</a> Stem Cell Rep. 19 (6), 796-816 (2024).</li>
<li>Hartmann, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Molecular+and+functional+characterization+of+different+brainsphere+models+for+use+in+neurotoxicity+testing+on+microelectrode+arrays%5BTitle%5D)+AND+%22Cells%22%5BJournal%5D)">Molecular and functional characterization of different brainsphere models for use in neurotoxicity testing on microelectrode arrays.</a> Cells. 12 (9), 1270(2023).</li>
<li>Chen, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Generation+of+advanced+cerebellar+organoids+for+neurogenesis+and+neuronal+network+development%5BTitle%5D)+AND+%22Hum+Mol+Genet%22%5BJournal%5D)">Generation of advanced cerebellar organoids for neurogenesis and neuronal network development.</a> Hum Mol Genet. 32 (18), 2832-2841 (2023).</li>
<li>Fair, S. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electrophysiological+maturation+of+cerebral+organoids+correlates+with+dynamic+morphological+and+cellular+development%5BTitle%5D)+AND+%22Stem+Cell+Rep%22%5BJournal%5D)">Electrophysiological maturation of cerebral organoids correlates with dynamic morphological and cellular development.</a> Stem Cell Rep. 15 (4), 855-868 (2020).</li>
<li>Muzzi, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Human-derived+cortical+neurospheroids+coupled+to+passive%2C+high-density+and+3D+MEAs%3A+A+valid+platform+for+functional+tests%5BTitle%5D)+AND+%22Bioeng.+%28Basel%29%22%5BJournal%5D)">Human-derived cortical neurospheroids coupled to passive, high-density and 3D MEAs: A valid platform for functional tests.</a> Bioeng. (Basel). 10 (4), 449(2023).</li>
<li>Hruska-Plochan, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+model+of+human+neural+networks+reveals+NPTX2+pathology+in+ALS+and+FTLD%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">A model of human neural networks reveals NPTX2 pathology in ALS and FTLD.</a> Nature. 626 (8001), 1073-1083 (2024).</li>
<li>Reumann, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((In+vitro+modeling+of+the+human+dopaminergic+system+using+spatially+arranged+ventral+midbrain-striatum-cortex+assembloids%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Methods%22%5BJournal%5D)">In vitro modeling of the human dopaminergic system using spatially arranged ventral midbrain-striatum-cortex assembloids.</a> Nat Methods. 20 (12), 2034-2047 (2023).</li>
<li>Fenton, T. A., et al. Hyperexcitability and translational phenotypes in a preclinical model of SYNGAP1 mutations. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aFenton%2C+TA+%22bioRxiv%22">bioRxiv</a>. , (2023).</li>
<li>Huang, Q., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Shell+microelectrode+arrays+%28MEAs%29+for+brain+organoids%5BTitle%5D)+AND+%22Sci+Adv%22%5BJournal%5D)">Shell microelectrode arrays (MEAs) for brain organoids.</a> Sci Adv. 8 (33), eabq5031(2022).</li>
<li>Dong, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Human+cerebral+organoids+establish+subcortical+projections+in+the+mouse+brain+after+transplantation%5BTitle%5D)+AND+%22Mol+Psychiatry%22%5BJournal%5D)">Human cerebral organoids establish subcortical projections in the mouse brain after transplantation.</a> Mol Psychiatry. 26 (7), 2964-2976 (2021).</li>
<li>Patton, M. H., et al. Synaptic plasticity in human thalamocortical assembloids. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aPatton%2C+MH+%22bioRxiv%22">bioRxiv</a>. , (2024).</li>
<li>Osaki, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Complex+activity+and+short-term+plasticity+of+human+cerebral+organoids+reciprocally+connected+with+axons%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Commun%22%5BJournal%5D)">Complex activity and short-term plasticity of human cerebral organoids reciprocally connected with axons.</a> Nat Commun. 15 (1), 2945(2024).</li>
<li>Trujillo, C. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Complex+oscillatory+waves+emerging+from+cortical+organoids+model+early+human+brain+network+development%5BTitle%5D)+AND+%22Cell+Stem+Cell%22%5BJournal%5D)">Complex oscillatory waves emerging from cortical organoids model early human brain network development.</a> Cell Stem Cell. 25 (4), 558-569.e7 (2019).</li>
<li>Schröter, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Functional+imaging+of+brain+organoids+using+high-density+microelectrode+arrays%5BTitle%5D)+AND+%22MRS+Bull%22%5BJournal%5D)">Functional imaging of brain organoids using high-density microelectrode arrays.</a> MRS Bull. 47 (6), 530-544 (2022).</li>
<li>Nieto-Estevez, V., et al. Dual effects of ARX poly-alanine mutations in human cortical and interneuron development. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aNieto-Estevez%2C+V+%22bioRxiv%22">bioRxiv</a>. , (2024).</li>
<li>Ciarpella, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Murine+cerebral+organoids+develop+network+of+functional+neurons+and+hippocampal+brain+region+identity%5BTitle%5D)+AND+%22iScience%22%5BJournal%5D)">Murine cerebral organoids develop network of functional neurons and hippocampal brain region identity.</a> iScience. 24 (12), 103438(2021).</li>
<li>Zhang, Z., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Development+and+application+of+brain+region-specific+organoids+for+investigating+psychiatric+disorders%5BTitle%5D)+AND+%22Biol+Psychiatry%22%5BJournal%5D)">Development and application of brain region-specific organoids for investigating psychiatric disorders.</a> Biol Psychiatry. 93 (7), 594-605 (2023).</li>
<li>Andersen, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Generation+of+functional+human+3D+cortico-motor+assembloids%5BTitle%5D)+AND+%22Cell%22%5BJournal%5D)">Generation of functional human 3D cortico-motor assembloids.</a> Cell. 183 (7), 1913-1929.e26 (2020).</li>
<li>Atamian, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Human+cerebellar+organoids+with+functional+Purkinje+cells%5BTitle%5D)+AND+%22Cell+Stem+Cell%22%5BJournal%5D)">Human cerebellar organoids with functional Purkinje cells.</a> Cell Stem Cell. 31 (1), 39-51.e6 (2024).</li>
</ol>

<table><tbody><tr><td>10 cm Corning Boîtes de culture non traitées TC</td><td>Corning</td><td>08-772-32</td><td>Pour la culture en suspension sur l’agitateur</td></tr><tr><td>100 mL Beaker&nbsp ;</td><td>Fisher Scientific</td><td>FB100100</td><td></td></tr><tr><td>100 % éthanol</td><td>Fisher Scientific</td><td>BP28184-4L</td><td></td></tr><tr><td>2-Mercaptoéthanol (&beta ;-ME)</td><td>Thermo Fisher</td><td>21985023</td><td>Concentration de travail 100 &mu ; M</td></tr><tr><td>Plaque de culture cellulaire 48 puits</td><td>Fisher Scientific</td><td>50-202-140</td><td></td></tr><tr><td>Plaque de culture cellulaire 6 puits</td><td>Fisher Scientific</td><td>07-200-83</td><td></td></tr><tr><td>Aggrewell 800</td><td>Fisher Scientific</td><td>501974754</td><td></td></tr><tr><td>Allegra X-14R Centrifugeuse réfrigérée</td><td>Beckman Coulter&nbsp ;</td><td>BE-AX14R</td><td></td></tr><tr><td>Allopregnanolone</td><td>Cayman</td><td>16930</td><td>Suspension 5mg dans le DMSO pour obtenir 1 mM de solution mère. Aliquote et congélation à &minus ; 80 &°C. Diluer à 1:10 000 pour l’utilisation. Concentration de travail 100 nM.</td></tr><tr><td>Compteur de cellules automatisé</td><td>Thermo Fisher</td><td>AMQAX2000</td><td></td></tr><tr><td>Axion CytoView MEA Plaques 6 puits&nbsp ;</td><td>Axion Biosystems</td><td>M384-tMEA-6B</td><td></td></tr><tr><td>Axion Maestro Plateforme MEA</td><td>Axion</td><td>Biosystems Maestro</td><td>Avec contrôle de la température</td></tr><tr><td>Supplément B-27 (régulier, avec vitamine A)</td><td>Thermo Fisher</td><td>21985023</td><td></td></tr><tr><td>supplément B-27 (sans vitamine A)</td><td>Thermo Fisher</td><td>12587010</td><td></td></tr><tr><td>Matrice de membrane basale - Geltrex</td><td>Thermo Fisher</td><td>A1569601</td><td></td></tr><tr><td>Bain de billes</td><td>Fisher Scientific</td><td>10-876-001</td><td>Isotemp</td></tr><tr><td>Microscope inversé de paillasse</td><td>Olympus</td><td>CKX53</td><td>Maintenu en flux laminaire propre</td></tr><tr><td>Banc biculline</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>14340</td><td>Concentration de travail 10 &mu ; M</td></tr><tr><td>Bleach</td><td>CLOROX</td><td>67619-26</td><td></td></tr><tr><td>Tampon borate 20x</td><td>Thermo Fisher</td><td>28341</td><td>Concentration de travail à 1x</td></tr><tr><td>média BrainPhys</td><td>StemCell Technologies</td><td>5790</td><td></td></tr><tr><td>Réactif de dissociation cellulaire (StemPro Accutase)</td><td>Thermo Fisher</td><td>A1110501</td><td></td></tr><tr><td>Celltron agitateur orbital</td><td>HT-Infors</td><td>&nbsp ; I69222° ;</td><td></td></tr><tr><td>Détergent/enzyme (Terg-A-Zyme)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>Z273287</td><td>Concentration de travail 1 % m/v</td></tr><tr><td>DMEM/F12 + HEPES/L-Glutamine</td><td>Thermo Fisher</td><td>113300</td><td></td></tr><tr><td>DMSO</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>67685</td><td></td></tr><tr><td>Dorsomorphine</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>P5499</td><td>Dissoudre 5 mg dans du DMSO pour obtenir 10 mM de solution mère. Aliquote et congélation à &minus ; 20 &deg ;C. Diluer à 1:2000 pour l’utilisation. (concentration de travail 5 &mu ; M)</td></tr><tr><td>D-PBS sans calcium ni magnésium</td><td>Thermo Fisher</td><td>14190144</td><td></td></tr><tr><td>Glial cell line neurotrophic (GDNF)</td><td>Peprotech</td><td>450-10</td><td>Dissoudre 100 &mu ; g dans 1 mL de PBS à 100 &mu ; g/mL. Aliquote et congélation à &minus ; 20 &°C. Diluer à 1:5000 pour l’utilisation. (concentration de travail 20 ng/mL).</td></tr><tr><td>Supplément GlutaMAX</td><td>Thermo Fisher</td><td>35050061</td><td></td></tr><tr><td>Hémacytomètre</td><td>Microscopie Election Sciences</td><td>63510-20</td><td></td></tr><tr><td>HEPES</td><td>Thermo Fisher</td><td>15630080</td><td></td></tr><tr><td>Heraguard ECO Clean Bench</td><td>Thermo Fisher</td><td>51029692</td><td></td></tr><tr><td>Incubateur de culture cellulaire à humidité contrôlée</td><td>Thermo Fisher</td><td>370</td><td>réglé à 37 &deg ; C, 5 % CO2</td></tr><tr><td>IWP-2</td><td>Selleckchem</td><td>S7085</td><td>Aliquote et congélation à &minus ; 80 °C. Il précipitera s’il est décongelé à température ambiante. Les aliquotes congelées doivent être placées directement dans 37 &deg ; C avant utilisation.</td></tr><tr><td>Remplacement sérique knockout (KOSR)</td><td>Thermo Fisher</td><td>10828010</td><td></td></tr><tr><td>mTeSRplus (milieu + suppléments)</td><td>StemCell Technologies</td><td>100-0276</td><td>cGMP, milieu stabilisé sans feeder pour cellules iPSC humaines</td></tr><tr><td>Supplément N2</td><td>Thermo Fisher</td><td>17502048</td><td></td></tr><tr><td>Neurobasal A</td><td>Thermo Fisher</td><td>21103049</td><td></td></tr><tr><td>Acides aminés non essentiels (NEAA)</td><td>Thermo Fisher</td><td>11140050</td><td></td></tr><tr><td>NT3</td><td>Peprotech</td><td>450-03</td><td>Dissoudre 100 &mu ; g dans 1 mL de PBS à 100 &mu ; g/mL. Aliquote et congélation à &minus ; 20 &°C. Diluer à 1:5000 pour l’utilisation. (concentration de travail 20 ng/mL).</td></tr><tr><td>NuFF Fibroblastes du prépuce néonatal humain</td><td>MTI-GlobalStem</td><td>GSC-3002</td><td></td></tr><tr><td>Parafilm</td><td>PARAFILM</td><td>P7793</td><td></td></tr><tr><td>Péniciline/Streptomycine</td><td>Thermo Fisher</td><td>15140122</td><td></td></tr><tr><td>Pipette (P10, P200, P1000)</td><td>Eppendorf</td><td>EP4926000034</td><td>Coupe autoclavée P1000 pointes pour le prélèvement d’organoïdes</td></tr><tr><td>Poly (Ethyleneimine) (PEI)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>P3143</td><td>Diluer le bouillon dans un tampon stérile pour borate. Concentration de travail 0,07 %. Voir les détails dans le manuscrit.</td></tr><tr><td>Facteur de croissance épidermique humain (EGF) recombinantR</td><td>& D Systems</td><td>236-EG-200</td><td>suspendu en PBS. Aliquote et congélation à -20 °C.</td></tr><tr><td>Facteur de croissance des fibroblastes humains recombinants (FGF)-basic&nbsp ;</td><td>Peprotech</td><td>100-18B</td><td>suspendu en PBS. Aliquote et congélation à -20 °C.</td></tr><tr><td>Facteur neurotrophique recombinant dérivé du cerveau humain (BDNF)</td><td>Peprotech</td><td>450-02</td><td>Centrifugeuse brièvement avant la reconstitution. Dissoudre 100 &mu ; g dans 1 mL de PBS à 100 &mu ; g/mL. Aliquote et congélation à &minus ; 20 &°C. Diluer à 1:5000 pour l’utilisation. (concentration de travail 20 ng/mL).</td></tr><tr><td>Acide rétinoïque (RA)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>R2625</td><td>Dissoudre 100 mg dans 3,3 mL de DMSO pour obtenir 100 mM de solution mère. Aliquote le stock 100 &mu ; L/tube et geler à &minus ; 80 °C. Prenez 200 &mu ; L de 100 mM de stock et diluer 10x (ajouter 1,8 mL de DMSO) pour obtenir 10 mM de stock. Aliquote 50 &mu ; L/tube et stocker à &minus ; 80 &deg ;C. Diluer à 1:100 000 pour l’utilisation. (concentration de travail 100 nM).</td></tr><tr><td>Inhibiteur de ROCK Y-27632</td><td>Tocris</td><td>1254</td><td>1:200 à partir de 10 mM stock</td></tr><tr><td>SAG (agoniste lissé)</td><td>Selleckchem</td><td>S7779</td><td>Aliquote et congélation à &minus ; 80 &deg ;C. Concentration du stock 1mM. Utilisation à une dilution de 1:10 000 (concentration de travail 100 nM).</td></tr><tr><td>SB-431542</td><td>Tocris</td><td>1614</td><td>Dissoudre 5 mg dans 1,3 mL de DMSO pour obtenir 10 mM de solution mère. Aliquote et congélation à &minus ; 80 &°C. Diluer à 1:1000 pour l’utilisation. (concentration de travail 10 &mu ; M)</td></tr><tr><td>Remplisseuse de pipettes sérologique</td><td>Fisher Scientific</td><td>14-387-166</td><td></td></tr><tr><td>Filtre supérieur à tube sous vide Steriflip</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>SE1M179M6</td><td></td></tr><tr><td>Hottes de culture cellulaire stériles</td><td>Baker Company</td><td>SG-600</td><td></td></tr><tr><td>Trypan blue solution (0,4 %)</td><td>Thermo Fisher</td><td>15250061</td><td></td></tr><tr><td>Trypsine-EDTA (0,25 %)</td><td>Thermo Fisher</td><td>25200056</td><td></td></tr><tr><td>Stéréomicroscope zoom</td><td>Olympus</td><td>SZ61/SZ51</td><td>Maintenu en flux laminaire banc propre</td></tr></tbody></table>

une plate-forme multi-électrodes pour modéliser l’épilepsie à l’aide d’assembloïdes cérébraux dérivés de cellules souches pluripotentes humaines

A Multi-Electrode Array Platform for Modeling Epilepsy Using Human Pluripotent Stem Cell-Derived Brain Assembloids

Des assembloïdes dorsaux-ventraux humains ont été placés sur une plaque MEA à 6 puits (n = 6 par différenciation, 3 différenciations), chaque puits contenant 64 électrodes (Figure 2A). Neuf des dix assembloïdes prévus pour l’enregistrement longitudinal ont été solidement fixés aux électrodes pendant plus de 50 jours in vitro (figure 2D). 6 des 8 assembloïdes désignés pour les essais pharmacologiques ont été décantés avec succès à travers la phase de lavage avec une activité de réseau appropriée au stade de développement (Figure 2E). Des images de contraste de phase et de fluorescence d’un puits représentatif sont présentées (figure 2B), dans lesquelles les organoïdes dorsaux marqués AAV-CAG-tdTomato et les organoïdes ventraux marqués AAV-mDLX-GFP sont facilement distingués 7,9.
L’activité des neurones sur un MEA peut être analysée pour évaluer l’excitabilité cellulaire globale et l’activité du réseau, à travers une variété de paramètres. Les taux de décharge globaux dans la culture fournissent des informations sur l’excitabilité cellulaire et du réseau, tandis que la fréquence des rafales synchronisées sur plusieurs électrodes indique la gamme des réseaux de neurones synaptiquement actifs. De multiples pointes répétées se produisant à travers des électrodes spatialement distinctes sur une courte période de temps (éclatement du réseau) peuvent servir de corrélat biologique à l’activité convulsive, bien que les assembloïdes sur les AEM restent limités par rapport à un organisme entier qui peut avoir des crises de bonne foi . La figure 2C illustre les modèles d’éclatement en réseau d’assembloïdes cultivés dans des milieux de base neurophysiologiques disponibles dans le commerce aux jours 84 et 91, avec une durée d’éclatement accrue à un point temporel ultérieur probablement en raison de la maturation fonctionnelle des neurones. Dans ce cas, l’activité cellulaire et de réseau augmente progressivement à partir du jour où les assembloïdes sont placés, atteignant généralement un pic le jour 92 et s’estompant presque le jour 125 (Figure 2D). L’augmentation de la maturation à un stade ultérieur contribue probablement à l’allongement de la durée synchronisée de la rafale au moment de l’enregistrement ultérieur.
La biculline, un antagoniste des récepteurs GABAA , améliore l’activité synchronisée du réseau des assembloïdes, comme le montrent des taux de décharge et des fréquences de rafale (réseau) significativement plus élevés après l’ajout du médicament au jour 108 (Figure 2E). Ceci est similaire à ce qui a été démontré précédemment dans des enregistrements électrophysiologiques de cellules uniques21. Une analyse de puissance pour le test pharmacologique a été effectuée à l’aide de la base G*Power3 sur une taille d’effet de 0,94 et un alpha de 0,05. Un échantillon total de 15 assembloïdes avec trois groupes de taille égale de n = 5 a été nécessaire pour atteindre une puissance de 0,8 (Figure 2E). Une commande du véhicule est incluse pour vérifier que la réponse est un véritable événement de signalisation et non simplement un changement d’intensité du signal qui peut résulter de l’ajout d’une petite quantité de support (figure 2E).
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/67396/67396fig01.jpg"> Figure 1 : Vue d’ensemble de l’étude. Protocole pour la génération et le placage d’assembloïdes à double marquage sur MEA Chronologie du protocole de différenciation détaillant les étapes critiques et les suppléments de petites molécules correspondants (pour plus d’informations sur la composition, voir le tableau 1 et le tableau des matériaux). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67396/67396fig01large.jpg" target="_blank">Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/67396/67396fig02.jpg"> Figure 2 : Enregistrement MEA des assembloïdes. (A) Carte thermique de l’activité de déclenchement moyenne d’une seule plaque MEA (n = 6 puits) au jour 82, c’est-à-dire après le jour 10 du placage. Tous les puits représentent des cultures de la même condition et du même génotype. (B) Images représentatives en contraste de phase et confocales de l’assembloïde, avec l’assembloïde dorsal marqué en rouge et ventral en vert. Les pointes de flèches blanches indiquent la migration d’interneurones GABAergiques de la face ventrale à la face dorsale. Barre d’échelle = 500 μm. (C) Tracés raster représentatifs sur 120 s de temps d’enregistrement à partir d’un seul puits. Les rafales de réseau sont mises en évidence par une case violette. Deux points temporels distincts, le jour 78 (1 semaine après le placage, jour de début de l’enregistrement) et le jour 92 (3 semaines après le placage, également lorsque l’activité atteint son apogée), sont représentés. (D) Quantification des taux de décharge moyens, de la fréquence de rafale et de la fréquence de rafale du réseau du jour 78 au jour 127 (n = 3 différenciations, 3 assembloïdes/différenciation). Chaque courbe indique un assembloïde individuel, compilé à partir de 3 différenciations (codées par couleur). La courbe rouge indique la valeur moyenne. (E) Quantification des résultats d’analyse de la biculline (n = 6 assembloïdes/état). Le graphique à barres a été affiché en moyenne ± MEB. Chaque point représente un assembloïde, compilé à partir de 3 lots de différenciation (codés par couleur). Un test de Friedman non paramétrique a été effectué. **p &lt; 0,01 ; ns, non significatif. MEA, réseaux multi-électrodes. La carte thermique et les tracés raster sont générés à l’aide du logiciel d’analyse Neural Metric Tool. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67396/67396fig02large.jpg" target="_blank">Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.</a>
Tableau 1 : Composants des milieux à différents stades de différenciation. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67396/67396_Table%201.xlsx" target="_blank">Veuillez cliquer ici pour télécharger ce tableau.</a>

Une plate-forme multi-électrodes pour modéliser l’épilepsie à l’aide d’assembloïdes cérébraux dérivés de cellules souches pluripotentes humaines

Human brain organoids are three-dimensional (3D) structures derived from human pluripotent stem cells (hPSCs) that recapitulate&#160;aspects of fetal ...

a-multi-electrode-array-platform-for-modeling-epilepsy-using-human

Research

Recherche

JoVE Journal

Neuroscience

Neurosciences

La vidéo montre comment utiliser un réseau de microélectrodes (MEA) pour enregistrer l’activité électrophysiologique des neurones dérivés de cellules souches pluripotentes induites humaines (hiPSC). L’activité électrophysiologique d’un MEA multipuits contenant une co-culture neurone-astrocytes est enregistrée pour détecter les potentiels d’action de plusieurs neurones du réseau, confirmant ainsi la différenciation réussie des hiPSC en neurones.

Mesure de l’activité électrophysiologique des réseaux neuronaux à l’aide de réseaux de micro-électrodes

Cette vidéo montre la procédure d’utilisation du réseau de multiélectrodes (MEA) pour mesurer la physiologie synaptique dans des sphères de coculture 3D. Cette méthode permet de comprendre la dynamique des réseaux neuronaux et l’activité des rafales de réseaux synaptiques dans les sphères 3D.

Utilisation de réseaux de multiélectrodes pour mesurer la physiologie synaptique dans des sphères de coculture 3D

Ce protocole implique l’utilisation d’un réseau de microélectrodes (MEA) pour enregistrer l’activité électrique dans une tranche de cerveau exposée à un médicament provoquant des crises. La procédure comprend le positionnement de la tranche de cerveau dans une chambre d’enregistrement MEA, l’application d’une stimulation électrique pour induire des crises artificielles et l’analyse des signaux résultants.

Surveillance de l’activité électrique neuronale induite par les crises dans des tranches de cerveau à l’aide de réseaux de microélectrodes

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.

Multi-réseau d&#39;électrodes enregistrements des droits de l&#39;épilepsie post-opératoire corticale tissus

La caractérisation électrophysiologique des cardiomyocytes dérivés de cellules souches pluripotentes humaines (CMH-CM) est cruciale pour la modélisation de la maladie cardiaque et pour la détermination des réponses aux médicaments. Ce protocole fournit les informations nécessaires pour dissocier et plaquer les CMH-CM sur les réseaux multi-électrodes, mesurer leur potentiel de terrain et une méthode pour analyser les intervalles QT et RR.

Analyse électrophysiologique des cardiomyocytes à base de cellules souches pluripotentes humaines (HPSC-CM) utilisant des matrices multi-électrodes (MEA)

Nous avons conçu une procédure dans laquelle un cadavre humain formaldéhyde-fixe est utilisé pour aider les neurochirurgiens en formation pour l’implantation de tableaux de la microélectrode dans le néocortex du cerveau humain.

Formation en chirurgie pour l’Implantation de la microélectrode néocorticales tableaux en utilisant un modèle de cadavre humain formaldéhyde-corrigé

Dans ce protocole, nous avons pour objectif de décrire une méthode reproductible pour les neurones de cellules souches dérivées pluripotentes humaines combinant dissociée et astrocytes ensemble en 3D sphère cocultures, maintenir ces sphères dans des conditions de flottement libres et par la suite mesure de l’activité synaptique circuit des sphères avec immunoanalyse et enregistrements multiélectrodes tableau.

Modélisation de Microcircuit synaptique avec 3D Cocultures d’Astrocytes et les neurones des cellules souches pluripotentes humaines

Ici, nous décrivons la préparation des tranches organotypiques rhinal de cortex-hippocampe. Sous une privation progressive et commandée de sérum, ces tranches dépeignent l’évolution épileptique-comme des événements et peuvent être considérées un modèle ex vivo d’épileptogenèse. Ce système représente un excellent outil pour surveiller la dynamique de l’activité spontanée, ainsi que pour évaluer la progression des caractéristiques neuro-inflammatoires tout au long de l’épileptogenèse.

Un modèle d’épileptogenèse dans les cultures de tranches organotypiques cortex rhinal-hippocampe

Nous décrivons une méthode de différenciation des astrocytes et des neurones dérivés pluripotents induits par l’homme et leur co-culture pour l’enregistrement électrophysiologique.

Mise en place d’une plateforme électrophysiologique pour la modélisation de la SLA avec des astrocytes et des neurones dérivés de cellules souches pluripotentes humaines spécifiques à une région

Ici, nous utilisons la HD-MEA pour approfondir la dynamique computationnelle des ensembles neuronaux à grande échelle, en particulier dans l’hippocampe, les circuits de bulbes olfactifs et les réseaux neuronaux humains. La capture de l’activité spatio-temporelle, combinée à des outils informatiques, fournit des informations sur la complexité des ensembles neuronaux. La méthode améliore la compréhension des fonctions cérébrales, identifiant potentiellement des biomarqueurs et des traitements...

Enregistrement et analyse de la dynamique d’ensemble neuronal multimodal à grande échelle sur un réseau de microélectrodes haute densité intégré au CMOS

Découvrez une plateforme multi-électrodes pour modéliser l'épilepsie avec des assembloïdes cérébraux dérivés de cellules souches pluripotentes humaines. Cette méthode permet d'étudier l'activité électrophysiologique et les réponses aux traitements.

Une plate-forme multi-électrodes pour modéliser l’épilepsie à l’aide d’assembloïdes cérébraux dérivés de cellules souches pluripotentes humaines (Vidéo) | JoVE Journal

Une plate-forme multi-électrodes pour modéliser l’épilepsie à l’aide d’assembloïdes cérébraux dérivés de cellules souches pluripotentes humaines

Explorer plus de vidéos