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Cellule Cerebrali Crescenti, Neuroni, nelle Camere di Microfluidic

Published on August 31, 2007 at 8:34 AM

I Ricercatori all'Università dell'Illinois hanno messo a punto un metodo per la coltura dei neuroni mammiferi nelle camere non molto più grandi dei neuroni stessi. Il nuovo approccio estende la durata della vita dei neuroni alle densità molto basse, un punto essenziale verso mettere a punto un metodo per lo studio la crescita e del comportamento di diverse cellule cerebrali.

La tecnica è descritta questo mese nel giornale della Società Reale di Chimica - Laboratorio su un Chip.

“Questo che trova sarà accolto molto positivamente dalla comunità della neuroscienza,„ ha detto Martha Gillette, che è un autore sullo studio ed il capo del dipartimento di biologia dello sviluppo e delle cellule all'Illinois. “Questo sta spingendo i limiti di cui potete fare con i neuroni nella cultura.„

La Coltura dei neuroni mammiferi possibili a densità bassa in un ambiente artificiale non è compito facile. Facendo Uso dei neuroni postnatali aggiunge soltanto alla sfida, Gillette ha detto, perché queste celle sono estremamente sensibili alle condizioni ambientali.

Tutti I neuroni contano su un'offerta costante delle proteine e di altri “fattori trofici„ presenti nel liquido extracellulare. Questi fattori sono secernuti dai neuroni stessi o dalle celle di sostegno, quale il glia. Ecco perché i neuroni tendono a fare il più bene una volta sviluppati ad alta densità ed in presenza di altre cellule cerebrali. Ma una miscela densa o complessa delle celle complica il compito di caratterizzazione del comportamento di diversi neuroni.

Una tecnica per la conservazione delle culture neurali vive è di coltivare le celle in un media che contiene il siero, o nel plasma sanguigno. Ciò aumenta l'attuabilità delle celle sviluppate a densità bassa, ma egualmente “contamina„ la cultura, rendente la difficile determinare quali sostanze sono state prodotte dalle celle e quale è venuto dal siero.

Quelli che sperano di capire le origini cellulari dei fattori trofici nel cervello trarrebbero giovamento da una tecnica che li permette di misurare gli output chimici di diverse celle. Il gruppo di ricerca ha realizzato i progressi verso questo scopo indirizzando alcuni ostacoli chiave.

In Primo Luogo, i ricercatori hanno ridotto la dimensione delle camere ripiene di fluida usate per tenere le celle. Il dottorando Matthew Stewart di Chimica ha fatto le piccole camere da un gel modellato di polydimethylsiloxane (PDMS). La dimensione diminuita della camera anche diminuita - da parecchi ordini di grandezza - la quantità di liquido intorno alle celle, ha detto Direttore Concentrare Jonathan Sweedler, un autore di Biotecnologia sullo studio. Questa “miniaturizzazione delle architetture sperimentali„ lo renderà più facile identificare e misurare le sostanze rilasciate dalle celle, perché questi “releasates„ sono di meno diluiti.

“Se portate le pareti dentro e fate un ambiente che è cella di taglia, i canali ora sono tali che state costringendo i releasates alle concentrazioni fisiologiche, anche al livello di unicellulare,„ Sweedler ha detto.

In Secondo Luogo, i ricercatori hanno aumentato la purezza del materiale utilizzato per formare le camere. Il Miglio di Larry del dottorando di biologia dello sviluppo e delle Cellule ha esposto il PDMS ad una serie di bagni chimici alle impurità dell'estratto che stavano uccidendo le celle.

Il Miglio egualmente ha messo a punto un metodo per gradualmente irrorare i neuroni con i media senza siero, una tecnica che rifornisce le sostanze nutrienti vuotate e rimuove i residui cellulari. La tecnica di aspersione egualmente permette che i ricercatori raccolgano ed analizzino altre secrezioni cellulari - un tasto ad identificare i contributi biochimici di diverse celle.

“Sappiamo che ci sono fattori che sono comunicati nei media fra le celle,„ Millet hanno detto. “La domanda è che cosa sono essi e come può noi ottenere a quelli„

Questa combinazione di tecniche ha permesso al gruppo di ricerca di coltivare i neuroni hippocampal primari postnatali dai ratti per il fino a 11 giorno estremamente - alle densità basse. Prima di questo lavoro, i neuroni coltivati in unità di chiuso-Manica fatte di PDMS non trattato e indigeno sono rimanere possibili per i due giorni nel migliore dei casi.

I neuroni coltivati egualmente hanno sviluppato più assoni e dendrites, i viticci neurali che comunicano con altre celle, che quelli sviluppati alle densità basse con le tecniche convenzionali, Gillette ha detto.

“Non solo abbiaci ha aumentato l'attuabilità delle cellule, noi egualmente hanno aumentato la loro capacità di differenziarsi in che sguardi molto più simile ad un neurone maturo,„ ha detto.

Sweedler ha notato che i successi del gruppo sono il risultato di una collaborazione unica fra gli scienziati con gli ambiti di provenienza molto differenti.

“(Il professor di scienza e di assistenza tecnica dei Materiali) Ralph Nuzzo è uno dei pionieri in strati monomolecolari auto-montati e chimica di superficie,„ Sweedler ha detto. “La competenza di Martha Gillette è nella comprensione come questi neuroni si sviluppano e nella rappresentazione loro. Il Mio laboratorio fa la scienza di misura molto su una piccola scala. È quasi impossible affinchè tutto il un laboratorio faccia tutto quello.„

Nuzzo e Sweedler sono i professor di William H. e di Janet Lycan di chimica. Gillette è il Professor degli Alunni della Cella e della Biologia dello Sviluppo. Tutti si nominano nell'Istituto per Biologia Genomica. Sweedler e Gillette sono filiali dell'Istituto di Beckman e del Programma della Neuroscienza. Sweedler è il professor nel Programma ed in Gillette della Bioingegneria nell'Istituto Universitario di Medicina.

Last Update: 17. January 2012 10:50

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