Description du projet
Des kits de tissus cérébraux fonctionnels fournissent un banc d’essai standardisé pour l’étude des circuits du cerveau
Le cerveau humain possède des milliards de neurones et encore plus de cellules non neuronales qui sont en réalité très organisées. Les interconnexions spécifiques sont une condition préalable à la multitude de fonctions qui font de nous des êtres humains — et il est très difficile de les recréer en culture cellulaire. BrainCircuit-on-chip change les règles du jeu avec un système simplifié qui permet d’obtenir des connexions structurées et fonctionnelles entre plusieurs types de cellules neuronales. En outre, le système est facilement soumis à des perturbations pharmacologiques ou autres et des changements dynamiques peuvent être observés en haute résolution, en temps réel. Pour résumer, il s’agit d’une percée majeure pour l’étude des circuits neuronaux et l’équipe prévoit de le rendre disponible dans une boîte à outils congelée avec des instructions pour appuyer la recherche fondamentale et appliquée.
Objectif
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.
Champ scientifique (EuroSciVoc)
CORDIS classe les projets avec EuroSciVoc, une taxonomie multilingue des domaines scientifiques, grâce à un processus semi-automatique basé sur des techniques TLN.
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Programme(s)
Régime de financement
ERC-POC - Proof of Concept GrantInstitution d’accueil
20132 Milano
Italie