Metodologia per la neuromodulazione Biomimetic chimico di retine del ratto con il neurotrasmettitore glutammato In Vitro

Corey M. Rountree; John B. Troy; Laxman Saggere

doi:10.3791/56645

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Articolo metodologico

Metodologia per la neuromodulazione Biomimetic chimico di retine del ratto con il neurotrasmettitore glutammato In Vitro

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DOI:

10.3791/56645

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19 dicembre 2017

Corey M. Rountree¹ , John B. Troy² , Laxman Saggere¹

¹Department of Mechanical and Industrial Engineering, University of Illinois at Chicago, ²Department of Biomedical Engineering, Northwestern University

In questo articolo

Sommario

Questo protocollo descrive un nuovo metodo per lo studio di una forma di neurostimolazione chimica del wholemount ratto retine in vitro con il glutammato, un neurotrasmettitore. Neurostimolazione chimica è un'alternativa promettente per la neurostimolazione elettrica convenzionale dei neuroni retinici per il trattamento di cecità irreversibile causata da malattie degenerative dei fotorecettori.

Abstract

Malattie degenerative dei fotorecettori causano cecità irreparabili attraverso la progressiva perdita di cellule fotorecettrici della retina. Le protesi retiniche sono un trattamento emergente per le malattie degenerative dei fotorecettori che cercano di ripristinare la visione stimolando artificialmente i neuroni retinici superstiti nella speranza di suscitare comprensibile percezione visiva in pazienti. Corrente protesi retiniche hanno dimostrato successo nel ripristinare la visione limitata ai pazienti utilizzando una matrice di elettrodi per elettricamente stimolano la retina ma affrontare notevoli ostacoli in ripristino alta acuità, visione naturale ai pazienti. Neurostimolazione chimica usando neurotrasmettitori nativi è una stimolazione alternativa elettrica biomimetici e potrebbe bypassare le limitazioni fondamentali connesse con protesi retiniche con neurostimolazione elettrica. In particolare, neurostimolazione chimica ha il potenziale per ripristinare la visione più naturale con le acuità visiva paragonabile o migliore ai pazienti iniettando piccole quantità di neurotrasmettitori, gli stessi agenti naturali di comunicazione utilizzati da Retina prodotto chimico sinapsi, a risoluzione molto più fine rispetto a protesi elettriche corrente. Tuttavia, come un paradigma di stimolazione relativamente inesplorato, non c'è nessun protocollo stabilito per raggiungere stimolazione chimica della retina in vitro. Lo scopo di questo lavoro è quello di fornire un quadro dettagliato per l'effettuazione di stimolazione chimica della retina per i ricercatori che desiderano studiare il potenziale di neuromodulazione chimica della retina o simili tessuti neurali in vitro. In questo lavoro descriviamo la messa a punto sperimentale e la metodologia per suscitare retiniche del ganglio (RGC) spike risposte simili a visual luce le risposte delle cellule nel selvaggio-tipo e controllato retine del ratto del fotoricettore-degenerato wholemount iniettando volumi di il glutammato, un neurotrasmettitore nello spazio subretinal usando vetro Micropipette e un dispositivo microfluidico multiporta personalizzato. Questa metodologia e il protocollo sono abbastanza generale per essere adattato per neuromodulazione con altri neurotrasmettitori o anche altri tessuti neurali.

Introduzione

Malattie degenerative del fotoricettore, come la retinite pigmentosa e degenerazione maculare senile, stanno conducendo ereditabili cause di perdita della visione e sono attualmente incurabile¹^,². Anche se queste malattie derivano da una varietà di specifiche mutazioni genetiche, malattie degenerative del fotoricettore sono caratterizzate come gruppo dalla perdita progressiva delle cellule fotorecettrici nella retina, causando eventualmente cecità. La perdita di trigger di fotorecettori diffusa che ritocca in tutta la retina, ma sopravvivere neuroni retinici, tra cui le cellule bipolari e RGCs, rimangono intat....