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As etapas mais críticas do protocolo estão relacionadas a garantir que o Stentor permaneça em condições ideais para que as contrações ocorram. A resposta de contração no ensaio de habituação requer que os Stentors estejam ancorados a uma superfície usando seu pegajoso holdfast, uma vez que raramente se contraem quando estão nadando livremente. No entanto, a superfície inferior da placa de Petri de 35 mm usada para experimentos de habituação não é tipicamente propícia para ancoragem, a menos que seja revestida com poli-ornitina. Além disso, o Stentor não pode ser exposto a qualquer perturbação mecânica por um período mínimo de 2 h antes do início do experimento de habituação porque a escala de tempo de esquecimento do Stentor é de 2-6 h3. Se o Stentor receber estimulação mecânica dentro de 2 h da hora de início do experimento de habituação, existe a possibilidade de que essa estimulação prévia induza um leve nível de habituação antes do experimento, reduzindo assim a probabilidade de contração após o dispositivo de habituação fornecer o primeiro pulso mecânico. Finalmente, durante a fase de análise, é importante contar apenas o número de Stentor que se contraem após um pulso - em vez de quaisquer contrações espontâneas incidentais que ocorram antes da entrega do pulso - para obter uma leitura precisa da fração de células que se contraíram em resposta à estimulação mecânica.
O protocolo pode ser prontamente modificado para estudar diferentes tipos de dinâmica de habituação, alterando a força e a frequência dos pulsos mecânicos entregues pelo dispositivo de habituação. Isso também oferece uma oportunidade para explorar outros tipos de aprendizagem, como a sensibilização, que podem ocorrer no Stentor. O próprio código do programa da placa microcontroladora também pode ser ajustado para fornecer diferentes padrões de torneiras mecânicas ao Stentor.
Um problema potencial para solucionar com esse protocolo é a baixa frequência de ancoragem do Stentor, o que poderia restringir o número de Stentor que pode ser observado no experimento de habituação. A frequência de ancoragem é por vezes reduzida em culturas de Stentor que não foram recentemente alimentadas ou estão contaminadas. Para resolver esse problema, deve-se lavar um novo lote de Stentor para iniciar uma nova cultura e alimentá-los regularmente de acordo com o protocolo descrito em Lin et al.10.
Este protocolo é limitado na medida em que apenas uma única placa de Stentor pode ser testada de cada vez, resultando em medições de rendimento relativamente baixo. Além disso, o software atual não permite a automação da análise de imagens de célula única. A maioria dos dados adquiridos está, portanto, em nível populacional. Modelos futuros do dispositivo de habituação e ferramentas de análise de imagem podem facilitar experimentos de célula única de alto rendimento.
A habituação em Stentor foi previamente estudada usando métodos descritos por Wood3, mas este novo protocolo permite que os experimentos sejam automatizados. A automação não só permite que o pesquisador forneça pulsos mecânicos de força e frequência reprodutíveis, mas também facilita experimentos de habituação a longo prazo, uma vez que o dispositivo pode ser deixado funcionando sem supervisão por dias. Além disso, o uso de um motor de passo em vez do solenoide empregado nos experimentos de Wood3 reduz o risco de desmagnetização ao longo do tempo e também permite que a força do estímulo seja variada durante o curso de um único experimento.
O estudo da habituação celular pode revelar insights clínicos para condições como o transtorno de déficit de atenção/hiperatividade (TDAH) e a síndrome de Tourette, na qual a habituação é prejudicada11. Os mecanismos de habituação do stentor também podem revelar novos paradigmas de aprendizagem não sinápticos independentes de circuitos celulares complexos. Finalmente, insights sobre o aprendizado de células únicas poderiam inspirar métodos para reprogramar células dentro de tecidos multicelulares - outro caminho potencial para combater doenças.