Descripción del proyecto
Unos kits de tejidos encefálicos funcionales proporcionan un banco de pruebas normalizado para estudiar los circuitos encefálicos
El encéfalo humano posee miles de millones de neuronas e incluso más células no neuronales que, en realidad, poseen un alto grado de organización. Las interconexiones específicas son un prerrequisito para las innumerables funciones que nos hacen humanos y resultan bastante complicadas de reproducir en cultivos celulares. BrainCircuit-on-chip está cambiando las reglas del juego con un sistema simplificado que logra crear conexiones funcionales y con patrones entre varios tipos de células neuronales. Además, el sistema puede someterse fácilmente a perturbaciones farmacológicas o de otro tipo y permite observar con alta resolución y en tiempo real los cambios dinámicos. Resumiendo: se trata de un gran avance para los estudios sobre los circuitos neuronales y el equipo prevé facilitarlo en un kit congelado junto con instrucciones para apoyar investigaciones básicas y aplicadas.
Objetivo
In vitro cultures of brain cells generate an ease and accessible ensemble of neurons In vitro cultures of brain cells generate an ease and accessible ensemble of neurons which has been invaluable for innumerable cellular and molecular studies. However, brain tissue dissociation and neuronal plating in vitro causes a complete loss of the original connections present into the brain tissue. Therefore, in vitro neuronal cultures do not allow to model specific neuronal circuits and study their specific properties. The same limitation is valid for human stem cell-derived neuronal cell cultures. In fact, several neuronal cell types can be differentiated from human iPS cells (iPSCs), but without any organization in terms of connectivity or synaptic specificity. We have established a microfluidic platform, named BrainCircuit-on-chip, which allows to growth human iPSC-derived neurons with a stereotyped organization and to establish patterned connections between different neuronal cell types. These microchips contain a central chamber where synapses between the two neuronal cell types are generated establishing the correct functional integration between the two neuronal populations. PDMS-microfluidic chambers are transparent and enables high-power and time-lapse imaging in the different neuronal compartments for sub-cellular and molecular studies. Moreover, the design of the central chamber enables to expose the synapses to chemicals or other cells types like astrocytes or microglia to study their effects on a specific class of synapses. We will produce a convenient kit with the frozen human neurons, the microfluidic chamber and a detailed protocol for generating the patterned neuronal circuits for research studies, compound testing and toxicology research.
Ámbito científico (EuroSciVoc)
CORDIS clasifica los proyectos con EuroSciVoc, una taxonomía plurilingüe de ámbitos científicos, mediante un proceso semiautomático basado en técnicas de procesamiento del lenguaje natural.
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Programa(s)
Régimen de financiación
ERC-POC - Proof of Concept GrantInstitución de acogida
20132 Milano
Italia