Microtransplantação de Membranas Sinápticas para Reativar Receptores Sínpticos Humanos para Estudos Funcionais

Resumo

O protocolo demonstra que, realizando microtransplante de membranas sinápticas em oócitos Xenopus laevis , é possível registrar respostas consistentes e confiáveis de receptores de ácido α-amino-3-hidroxi-5-metil-4-isoxazolepropônico e receptores de ácido γ-aminobutírico.

Resumo

Receptores ionotrópicos excitatórios e inibitórios são os principais portões de fluxos de íons que determinam a atividade de sinapses durante a comunicação neurológica fisiológica. Portanto, alterações em sua abundância, função e relações com outros elementos sinápticos têm sido observadas como uma grande correlação de alterações na função cerebral e comprometimento cognitivo em doenças neurodegenerativas e transtornos mentais. Entender como a função dos receptores sinápticos excitatórios e inibitórios é alterada pela doença é de fundamental importância para o desenvolvimento de terapias eficazes. Para obter informações relevantes sobre doenças, é importante registrar a atividade elétrica de receptores neurotransmissores que permanecem funcionais no cérebro humano doente. Até agora esta é a abordagem mais próxima para avaliar alterações patológicas na função dos receptores. Neste trabalho, é apresentada uma metodologia para realizar a microtransplantação de membranas sinápticas, que consiste em reativar membranas sinápticas a partir de tecido cerebral humano congelado que contém receptores humanos, por sua injeção e fusão posterior na membrana de oócitos Xenopus laevis . O protocolo também fornece a estratégia metodológica para obter respostas consistentes e confiáveis dos receptores α-amino-3-hidroxi-5-metil-4-isoxazolepropionic ácido (AMPA) e γ-aminobutírico (GABA), bem como novos métodos detalhados que são usados para normalização e análise rigorosa de dados.

Introdução

Distúrbios neurodegenerativos afetam grande parte da população. Embora suas consequências devastadoras sejam bem conhecidas, a ligação entre as alterações funcionais dos receptores neurotransmissores, que são críticas para a função cerebral, e sua sintomatologia ainda é mal compreendida. A variabilidade inter-individual, a natureza crônica da doença e o início insidioso dos sintomas são apenas algumas das razões que atrasaram a compreensão das muitas doenças cerebrais onde os desequilíbrios químicos estão bem documentados ^1,2. Modelos animais geraram informações inestimáveis e expandiram nosso conhecimento sob....

Protocolo

Todas as pesquisas são realizadas em conformidade com as diretrizes institucionais e aprovadas pelo Comitê institucional de Cuidados e Uso de Animais da Universidade da Califórnia Irvine (IACUC-1998-1388) e do Ramo Médico da Universidade do Texas (IACUC-1803024). O córtex temporal de um cérebro não-Alzheimer (da mulher, 74 anos, intervalo pós-morte 2,8 h) e um cérebro de D.C.(feminino, 74 anos, intervalo pós-morte 4,5 h) foram fornecidos pelo Centro de Pesquisa da Doença de Alzheimer irvine da Universidade da Califórnia (UCI-ADRC). O consentimento informado para a doação cerebral foi obtido pela UCI-ADRC.

NOTA: O tecido cerebral humano não ....

Resultados

Poucas horas após a injeção, as membranas sinápticas, carregando seus receptores neurotransmissores e canais de íons, começam a se fundir com a membrana plasmática oócica. A Figura 1 mostra gravações de receptores AMPA e GABA_A microtransplantados em oócitos xenopus. Para a maior parte da análise, as respostas de dois ou três oócitos por amostra foram medidas, utilizando dois ou três lotes de oócitos de diferentes sapos, para um total de seis a nove oócito.......

Discussão

A análise de complexos proteicos nativos do cérebro humano é necessária para entender processos homeostáticos e patológicos em distúrbios cerebrais e desenvolver estratégias terapêuticas para prevenir ou tratar doenças. Assim, os bancos cerebrais contendo amostras congeladas instantâneas são uma fonte inestimável de uma grande e principalmente inexplorada riqueza de informações fisiológicas^29,30. Uma preocupação inicial para o uso do tecido pós.......

Materiais

Name	Company	Catalog Number	Comments
For Microinjection
3.5" Glass Capillaries	Drummond	3-000-203-G/X
24 well, flat bottom Tissue Culture Plate	Thermofisher	FB012929
Flaming/Brown type micropipette puller	Sutter	P-1000
Injection Dish	Thermofisher	08-772B
Microcentrifuge Tubes	Thermofisher	02-682-002
Mineral Oil	Thermofisher	O121-1
Nanoject II	Drummond	3-000-204
Nylon mesh	Industrial Netting	WN0800
Parafilm	Thermofisher	S37440
Stereoscope	Fisher Scientific	03-000-037
Syringe	Thermofisher	14-841-31
Ultrasonic cleaning bath	Thermofisher	FS20D
Xenopus laevis frogs	Xenopus 1	4217
For Two Electrode Voltage clamp
15 cm long fire polished borosilicate glass capillaries	Sutter	B200-116-15
Any PC computer or laptop
Low-pass Bessel Filter	Warner Instruments	LPF-8
Stereoscope	Fisher Scientific	03-000-037
Two electrode voltage clamp workstation	Warner Instruments	TEV-700
ValveLink 8.2 Perfusion Controller	Automate Scientific	SKU:01-18
WInEDR Free software	University of Strathclyde Glasgow	https://spider.science.strath.ac.uk/sipbs/software_ses.htm
X Series Multifunction DAQ	National Instruments	NI USB-6341
Reagents
Calcium dichloride	Thermofisher	C79
Calcium nitrate tetrahydrate	Thermofisher	C109
Collagenase	Sigma-Aldrich	C0130
GABA	Sigma-Aldrich	A2129
HEPES (4-(2-hydroxyethyl)-1-piperazineethanesulfonic acid)	Thermofisher	BP310
Kainic acid	Tocris	0222
Magnesium sulfate heptahydrate	Thermofisher	M63
Potassium chloride	Thermofisher	P217
Sodium bicarbonate	Thermofisher	S233
Sodium chloride	Thermofisher	S271-1
Ultrafree-0.1 µm MC filter,	Amicon