Articolo metodologico

Determinazione della tossicità indotta da nanoparticelle nei neuroni utilizzando la microglia come biosensore surrogato

8 luglio 2025

In questo articolo

Abstract

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Fonte: Duffy, C. M. et al., Microglia come biosensore surrogato per determinare la neurotossicità delle nanoparticelle.J. Vis. Exp. (2016).

Questo video dimostra un metodo per valutare gli effetti neurotossici delle nanoparticelle utilizzando la microglia. Delinea i passaggi per l'attivazione della microglia con nanoparticelle, il filtraggio dei mezzi condizionati per isolare le citochine pro-infiammatorie derivate dalla microglia e il test della tossicità dei neuroni ipotalamici con i mezzi condizionati.

Protocollo

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1. Mantenimento della coltura cellulare microgliale

  1. Terreno di coltura cellulare caldo (Dulbecco's Modified Eagle Medium; DMEM) integrato con il 10% di siero fetale bovino (FBS) e l'1% di penicillina/streptomicina/neomicina (PSN) a 37 °C.
  2. Ottenere uno stock congelato di cellule microgliali BV2 al passaggio 18 - 25 dallo stoccaggio a -80 °C. Scongelare rapidamente le cellule in un bagno d'acqua a 37 °C.
  3. Trasferire delicatamente le cellule in un pallone ventilato da 75 cm2 contenente 10 ml di terreno di coltura cellulare.
  4. Incubare il pallone in CO2 al 5% a 37 °C. Aspirare il terreno dopo 24 ore e sostituirlo con terreno nuovo. Far crescere le cellule fino a circa il 70 - 80% di confluenza.

2. Conteggio e placcatura delle celle

  1. In un bagno d'acqua a 37 °C, scaldare la soluzione di DMEM e 1x-tripsina-etilendiamminotetraacetico (EDTA).
  2. Aspirare i terreni dalle cellule e aggiungere 500 μl di tripsina. Incubare a 37°C per 2 - 5 min.
  3. Utilizzando un raschietto, rimuovere le cellule dal pallone e sospenderle in 5 ml di DMEM. Far passare tre volte le cellule attraverso un colino da 70 μm in una provetta da 50 ml.
  4. Contare le cellule utilizzando un emocitometro e seminare 8.000 cellule/pozzetto in una piastra a fondo trasparente a parete nera in un volume finale di 200 μl di DMEM integrato con il 10% di FBS e l'1% di PSN. Incubare la piastra in CO2 al 5% a 37 °C per 24 ore.
  5. Rimuovere il vecchio DMEM e sostituirlo con 200 μl di DMEM riscaldato integrato con l'1% di PSN per sierizzare la microglia affamata. Incubare la piastra in CO2 al 5% a 37 °C per 24 ore.

3. Attivazione della Microglia

  1. In provette separate, diluire le nanoparticelle d'argento (AgNP) (0,01, 0,05 o 0,1 μg/ml) e il controllo veicolo/neutro (citrato di sodio, 0,04 mM) in DMEM privo di siero integrato con l'1% di PSN alle concentrazioni finali di lavoro.
  2. Rimuovere 100 μl di terreno da ciascun pozzetto e sostituirlo con 100 μl di composto di trattamento appropriato.
  3. Incubare la piastra in CO2 al 5 % a 37 °C per 24 ore.

4. Filtrare i Media Condizionati

  1. Raccogliere 200 μl di surnatante da ciascun pozzetto e trasferirlo in un filtro (taglio del peso molecolare di 10 kDa) con provetta di raccolta (capacità da 1,5 a 2 ml).
  2. Centrifugare a 14.000 x g a temperatura ambiente per 15 min.
  3. Scartare il flusso passante (surnatante con particelle) e posizionare il filtro capovolto in una nuova provetta di raccolta.
  4. Centrifugare a 1.000 x g a temperatura ambiente per 2 min.
    nota: Il terreno filtrato risultante (contenente citochine secrete) è concentrato sei volte.
  5. Portare il volume del concentrato a 400 μl con DMEM fresco integrato con il 10% di FBS e l'1% di PSN e conservare in ghiaccio.

5. Mantenimento della coltura cellulare ipotalamica

  1. Terreno di coltura cellulare DMEM caldo integrato con il 10% di FBS e l'1% di PSN a 37 °C.
  2. Procurarsi una riserva congelata di cellule ipotalamiche (mHypo-A1/2) al passaggio 18 - 25 conservate a 80 °C. Scongelare rapidamente le cellule in un bagno d'acqua a 37 °C.
  3. Trasferire delicatamente le cellule in un pallone ventilato da 75 cm2 contenente 10 ml di terreno di coltura cellulare.
  4. Incubare il pallone in CO2 al 5% a 37 °C. Aspirare il terreno dopo 24 ore e sostituirlo con terreno nuovo. Far crescere le cellule fino a quando non raggiungono circa il 70-80% di confluenza.

6. Determinazione della tossicità delle cellule ipotalamiche

  1. Scaldare la soluzione di DMEM e 1x-tripsina-EDTA in un bagno d'acqua a 37 °C.
  2. Aspirare i terreni dalle cellule ipotalamiche e aggiungere 500 μl di tripsina. Incubare a 37 °C per 2 - 5 min. Rimuovere le celle dal pallone utilizzando un raschietto, come descritto sopra al punto 2.
  3. Contare le cellule utilizzando un emocitometro e le cellule ipotalamiche su piastra a 5.000 cellule/pozzetto in una piastra a fondo trasparente a parete nera in un volume finale di 200 μl di DMEM integrato con il 10% di FBS e l'1% di PSN, e incubare per una notte in CO2 al 5% a 37 °C.
  4. Rimuovere 100 μl di vecchio terreno utilizzando un pipettatore multicanale e aggiungere 100 μl di terreno condizionato concentrato filtrato a una concentrazione finale di 1x.
  5. Incubare la piastra in CO2 al 5% a 37 °C per 24 ore.
  6. Aggiungere 22 μl di reagente resazurina e incubare la piastra per 20 minuti in CO2 al 5% a 37 °C.
  7. Utilizzando uno spettrofotometro multimodale, è possibile registrare la fluorescenza (560 nm EX/590 nm EM) per misurare la vitalità cellulare. Riportare i risultati come unità di fluorescenza relativa (RFU).

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Dichiarazioni

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Nessun conflitto di interessi dichiarato.

Materiali

Elenco dei materiali utilizzati in questo articolo
NomeAziendaNumero di catalogoCommenti
Cellule/Reagenti
Linea cellulare microgliale di topo (BV2)Collezione di linee cellulari Interlab (Genova, Italia)ATL03001
Linea cellulare di ipotalamo di topo adulto mHypoA-1/2 Cellutions Biosystems Inc.CLU172
Medium dell'aquila modificata di DulbeccoInvitrogenCodice 10313-039
Siero fetale bovino Laboratori PAAA15-751
Penicillina/Streptomicina/NeomicinaThermo Fisher ScientificoCodice 15640-055
Tripsina-EDTAThermo Fisher Scientifico25200056
Nanoparticelle d'argento (20nm)Sigma-Aldrich730793
Reagente per la vitalità cellulare PrestoBlueInvitrogenCodice: A13262
Mouse TNF-α ELISA Max DeluxBioleggenda430904
lipopolisaccarideSigma-AldrichL4391
Citrato di sodioSigma-AldrichS4641
attrezzatura
Piastra Inferiore Ottica 96W, Polistirene Nero, Trattato per Colture Cellulari, con coperchio, SterileThermo Fisher Scientifico165305
Unità di filtraggio centrifuga Amicon Ultra-0.5 con membrana Ultracel-10EMD MilliporeUFC501008
Micropiastra multimodale SpectraMax M5Dispositivi molecolariM5
Provette da centrifuga coniche Falcon 50mLCorning, Inc14-432-22
Filtri per celle Falcon 70 μmCorning, Inc08-771-2
Centrifuga da tavolo 5430Eppendorf22620560

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