Une plate-forme multi-électrodes pour modéliser l’épilepsie à l’aide d’assembloïdes cérébraux dérivés de cellules souches pluripotentes humaines

Au cours des dernières décennies, une explosion de découvertes génétiques a permis d’identifier des centaines de gènes qui causent ou sont associés à l’épilepsie. Cependant, les mécanismes pathogènes sont moins bien explorés. Notre laboratoire étudie comment les changements génétiques affectent le développement précoce du cerveau et entraînent des malformations cérébrales et l’épilepsie, une maladie débilitante caractérisée par des crises chroniques.

Les épilepsies génétiques ont généralement été étudiées à l’aide de modèles animaux, notamment des souris, des poissons-zèbres, des drosophiles et des lapins. Plus récemment, les cellules souches humaines ont été utilisées pour modéliser les épilepsies génétiques à mesure que les techniques de différenciation des cellules souches en tissu neurologique ont progressé. Avec l’avènement des organoïdes cérébraux, vous pouvez récapituler les aspects de la structure du développement du cerveau.

Il est difficile de mesurer l’activité électrophysiologique et de déterminer les biomarqueurs de l’activité liée à l’épilepsie à partir d’organoïdes et d’assembloïdes cérébraux. En partie, cette technique est limitée parce que les organoïdes cérébraux ne peuvent pas avoir de crises comme un animal intact. Néanmoins, la découverte de différences électrophysiologiques dans ce modèle in vitro et les réponses aux traitements médicamenteux peut aider à déterminer les mécanismes pathologiques et les réponses thérapeutiques dans les épilepsies génétiques.

L’activité électrophysiologique peut être évaluée à l’aide d’enregistrements traditionnels de remontée de patchs, d’enregistrements locaux sur le terrain avec des électrodes et de techniques optiques telles que l’imagerie du calcium et de la tension de la mémoire. L’utilisation d’enregistrements multiélectrodes a l’avantage de pouvoir lancer deux enregistrements au fil du temps et d’enregistrer simultanément à partir de plusieurs emplacements d’un assemblage.