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Understanding interactions between cells and nanopatterned surfaces

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La nanoimpression neuronale

De bonnes connaissances sur la signalisation neuronale sont essentielles pour traiter les maladies neurodégénératives. L''objectif du projet NANOSCALE était d''explorer les interactions entre les cellules souches, les réseaux neuronaux et les surfaces grâce à des arrangements de microélectrodes attachés à des neurones cultivés in vitro.

Santé

La signalisation entre les réseaux neuronaux dissociés ne semble pas changer ou diminuer le caractère de la réaction pharmacologique en comparaison aux modèles in vivo. Pour étudier la signalisation neuronale, des cultures neuronales sont connectées à un ensemble de microélectrodes qui enregistrent les moindres changements au niveau du courant électrique. Un ensemble de réseaux de microélectrodes permet d''enregistrer les interactions cellulaires au niveau moléculaire. L''objectif du consortium NANOSCALE («Understanding interactions between cells and nanopatterned surfaces») était d''étudier les interactions neuronales par des réseaux de microélectrodes attachés à une réplique exacte de la surface neuronale in vitro. Les chercheurs du projet ont reproduit les tissus neuronaux grâce à la lithographie par nanoimpression qui permet de préserver la signalisation cellulaire et sa structure tridimensionnelle (3D). Ils ont transféré les tissus cellulaires sur le réseau de microélectrodes et ont enregistré les courants cellulaires. Les scientifiques ont étudié la signalisation électrique en corrélation avec l''émission de vésicules de sécrétion de la membrane cellulaire dans l''espace extracellulaire. Les facteurs spécifiques responsables de la stabilité de la membrane plasmique et des processus de sécrétion ont été identifiés. La croissance axonale par microscopie optique à haute résolution a également été étudiée. Les chercheurs ont détecté des dendrites, des projections à la surface des neurones, qui communiquent avec les neurones adjacents et réagissent aux stimuli extracellulaires. Ainsi, la méthode de nanoimpression leur a permis de surveiller la croissance neuronale, ainsi que la motilité cellulaire in vitro. La combinaison de la nanoimpression à l''enregistrement de microélectrodes pourrait constituer une étape importante dans le développement d''une interface neuronale-informatique. Cette technologie est tout aussi importante pour la recherche fondamentale que pour l''industrie pour l''étude des réseaux neuronaux.

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