Artigo de método

Utilizando matrizes de multieletrodos para medir a fisiologia sináptica em esferas de cocultura 3D

8 de julho de 2025

Neste artigo

Resumo

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Fonte: Cvetkovic, C., et al. Modelagem de microcircuitos sinápticos com coculturas 3D de astrócitos e neurônios de células-tronco pluripotentes humanas. J. Vis. Exp. (2018)

Este vídeo demonstra o procedimento de uso da matriz de multieletrodos (MEA) para medir a fisiologia sináptica em esferas de cocultura 3D. Este método permite entender a dinâmica da rede neural e a atividade de explosão da rede sináptica dentro das esferas 3D.

Protocolo

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Medição da fisiologia sináptica viva com matrizes de multieletrodos (MEAs)

1. Preparar MEAs para cultura de células.

  1. Limpe a superfície de cada MEA com 1 mL de detergente por 1 h. Enxágue com água deionizada estéril (DI), enxágue com etanol 70% para esterilizar e, em seguida, seque ao ar em um gabinete de biossegurança sob luz ultravioleta.
    nota: Os MEAs podem ser armazenados em água DI a 4 °C em condições estéreis até o uso.
  2. Prepare uma solução de 0,5 mg / mL de poliornitina (PLO) dissolvendo 50 mg de PLO em 100 mL de tampão de ácido bórico. Cubra a superfície de cada MEA com 1 mL de PLO para torná-lo hidrofílico e incube a 37 ° C por um mínimo de 4 h. Remova o PLO e lave a superfície com água DI.
  3. Diluir a solução de revestimento de matriz extracelular (MEC) com meio basal (DMEM/F12) para preparar uma solução-mãe de 1 mg/ml. Para uma solução de trabalho, ressuspenda 3 mL de estoque de ECM em 33 mL de meio DMEM/F12 pré-resfriado, elevando o volume total para 36 mL para uma concentração de 80 μg/mL.
  4. Adicionar 1 ml de solução de trabalho ECM a cada MEA e incubar a 37 °C durante um mínimo de 4 h.
  5. Remova o ECM e coloque as esferas em 1.5 mL de meio em uma superfície MEA, garantindo que as esferas estejam posicionadas no topo do feixe de eletrodos (Figuras 1A, 1A'). Deixe a mídia aderir por 2 dias. Troque metade da mídia a cada 2 a 3 dias (ou com mais frequência, se necessário), garantindo que as esferas não sejam perturbadas.
    nota: A adição de fatores de crescimento pode melhorar a sobrevivência e a maturação da cultura.

2. Meça a atividade elétrica das esferas neurais.

  1. Configure um sistema de matriz de multieletrodos (MEA) com um headstage com temperatura controlada. Crie um programa de software com um filtro passa-alta de 5 Hz, um filtro passa-baixa de 200 Hz e um limite de pico de 5x o desvio padrão (SD).
  2. Coloque o MEA no cabeçote e registre a atividade elétrica espontânea (Figura 1B, B'). Salve dados brutos, incluindo frequência e amplitude de picos, para análise estatística.
    nota: Um sistema de perfusão pode ser utilizado com o MEA para adicionar agentes farmacológicos ou para aumentar o fluxo de meios frescos para registro de longo prazo. Conforme desejado, pode ser realizado um pós-processamento adicional de picos.

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Resultados

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Figura 1: Fisiologia sináptica viva representativa de esferas neurais em matrizes de múltiplos eletrodos (MEAs). (A, A') Os MEAs são utilizados para medir a fisiologia sináptica viva das esferas neurais. Esferas de iNeurons (A) ou coculturas de iNeurons e hAstros (A') podem ser cultivadas em superfícies MEA com substratos que imitam ECM (consulte a etapa 4.1). (B, B'...

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Divulgações

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Não há conflitos de interesse declarados.

Materiais

Lista de materiais utilizados neste artigo
NomeEmpresaNúmero de catálogoComentários
DMEM/F12ThermofisherRolamento 10565-042Com suplemento GlutaMAX
Anti/antiThermofisher15240062
B27Thermofisher17504044Suplemento de mídia
heparinasigmaH3149-50KUConcentração de trabalho: 2 mg/mL
Matriz de membrana MatrigelCorningRolamento 354230Solução de revestimento ECM. Concentração de trabalho: 80 ug/ml. Prepare no gelo e certifique-se de que pipetas, tubos e meios sejam pré-resfriados.
Sistema MEA 2100Sistemas MulticanalMEA2100
N2Thermofisher17502048Suplemento de mídia
Poli-L-ornitina (OLP)sigmaPág. 3655-100MGConcentração de trabalho: 0,5 mg/mL

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