Este trabalho foi financiado por doações de ANR (Programa Blanc Neurociências), CRF (Fédération pour la Recherche sur le Cerveau), Cidade de Paris (Emergence Programa), INSERM e La Pitié Salpêtrière Hospital (contrato de investigação translacional) para NR, a partir de Neuropôle Recherche Francilien (NERF) para ED, da Université Pierre et Marie Curie UPMC (Programa de Convergência) e do Institut du Cerveau et la e Moelle epiniere (Paris) para GH

NOTA: O protocolo aqui descrito segue as diretrizes do francês &quot;Comitê Consultivo Nacional d&#39;Ethique&quot; e é declarada como uma atividade de coleta por INSERM. 1. A ressecção de Epilepsia Human Tissue <ol><li> Pacientes <ol><li> Obter o tecido cerebral de pacientes que sofrem de epilepsia de difícil controle. Obter um consentimento informado antes da cirurgia. </li><li> Para todos operados pacientes epilépticos realizar uma extensa propedêutica pré-cirúrgica, incluindo exame neurológico, avaliação neuropsicológica, EEG de superfície, e de neuroimagem (ressonância magnética e, por vezes, 18 FDG-PET scan; Figura 1A), seguido pelo exame histológico pós-cirúrgica do tecido ressecado (Figura 1B) . NOTA: A cirurgia é indicada quando as diversas explorações localizar de forma semelhante a zona de início das crises e quando o benefício de sua remoção excede os riscos cirúrgicos. </li></ol></li><li> Cirurgia <ol><li> Maiantiepilépticos ntain pré-operatório. Realizar uma cirurgia, sob anestesia geral: a indução com sevoflurano inalado (taxa de 6% e 100% entregues inalado fracção de O 2), sufentanil intravenosa (0,3 ug / kg) e antracurium (0,5 mg / kg), seguido de manutenção com sufentanil intravenosa (0,5 ug / kg / h) e sevoflurano inalado (1 MAC). </li><li> Usar um sistema de neuronavegação para permitir uma localização precisa do córtex lesionado (Figura 1C). Após a incisão da pele, realizar um furo da rebarba no osso seguido por uma craniotomia com uma broca de alta derramamento. Gentilmente elevar a retalho ósseo, e abrir a dura-máter com uma tesoura (Figura 1D). </li><li> Use ultra-som intra-operatório para facilitar a identificação do córtex anormal, e instrumentos de microcirurgia e um aspirador ultra-sons sob o microscópio de operação. </li><li> Coagular e cortar o avião pio-arachnoidal de acordo com os limites sulcamento. Use dissecção subpial para release o córtex da pia em torno da área lesionada. </li><li> Corte a massa branca sob o córtex anormal para executar uma peça &quot;em bloco&quot; ressecção, poupando o máximo possível da vasculatura. Evite manipulação traumática do córtex. </li><li> Cortar uma fatia de 1 cm de espessura para fora do tecido ressecado ao longo de uma direcção ortogonal à superfície pial, incluindo a parte inferior do sulco e no córtex de transição. </li></ol></li></ol> 2. cefalorraquidiano artificial Fluid (ACSF) para Slice Preparação, Incubação e Gravação <ol><li> ACSF para a preparação fatia <ol><li> Prepare 1 L de sacarose com base em ACSF 7,8, contendo (em mM): 250 de sacarose, 3 de KCl, 25 de NaHCO3, 10 de D-Glucose, 1 CaCl 2, MgCl 2 10; dissolver estes sais em água desionizada e oxigenar a solução com carbogénio durante pelo menos 10 min. </li><li> Coloque ~ 700 ml de sacarose ACSF a -80 ° C durante 50-60 minutos (ou -150 ° C durante 15-20 min). Manter o resto dosolução sob oxigenação no gelo. NOTA: O ACSF para a preparação fatia pode ser armazenado a 4 ° C; neste caso, adicionar CaCl2 e MgCl2 a dia da experiência, antes de se arrefecer lo. </li></ol></li><li> ACSF para incubação fatia e gravação <ol><li> Preparar pelo menos 3 L de gravação ACSF 7,8, contendo (em mM): 124 NaCl, 3 KCl, 26 de NaHCO3, 10 D-Glicose, 1,6 de CaCl2, 1,3 de MgCl2; dissolver estes sais em água desionizada e oxigenar a solução com carbogénio. Antes de adicionar MgCl2, manter algum ACSF para realizar gravações em 0 Mg 2+ ACSF. NOTA: O ACSF incubação / gravação pode ser armazenado a 4 ° C; neste caso, adicionar CaCl2 e MgCl2 no dia do experimento. </li></ol></li></ol> 3. Equipamentos para Fatia de Incubação e Gravação <ol><li> Câmara de interface para a fatia de incubação <ol><li> Use uma câmara fatia do cérebro para manter fatias ex vivo vivendo &lt;/ Em&gt; no modo de interface. NOTA: A câmara é composta por uma secção inferior, que contém o aquecimento e os elementos sensores e um borbulhador de cerâmica e é enchido com água destilada, e uma parte superior, onde as fatias descansar sobre uma folha de tecido da lente na área plana em o centro da câmara (Figura 2A - B). </li><li> Usar dois tubos de PTFE finas separadas, através do qual o ACSF realizada pré-oxigenação entra na câmara. NOTA: Os tubos em espiral na água aquecida e atingir a parte superior da câmara; então a solução sai por meio de ação capilar com lenço de papel, que transmite a solução em poços de saída. </li><li> Ligar os tubos de PTFE da câmara de interface a uma bomba peristáltica, para permitir perfusão contínua das fatias com a forma realizada pré-oxigenação. </li><li> Manter a alta tensão de oxigénio por oxigenar com carbogénio (95% O 2 e 5% CO 2) através do borbulhador de cerâmica. NOTA: Esta mistura de gás aquecido e umedecido atinge ofatias na parte de cima da câmara, através de orifícios adequados. </li><li> Manter a temperatura na parte superior da câmara, ligando a câmara a um controlador de temperatura, através de um cabo de duas extremidades especial, que tem um conector para o elemento de aquecimento da câmara e um sensor de temperatura externo numa das extremidades. Colocar o sensor perto das fatias para verificar a temperatura em toda a incubação (Figura 2C). </li></ol></li><li> Gravações de matriz multi-eletrodo <ol><li> Use planares matrizes multi-eletrodos com 120 eletrodos de nitreto de titânio (30 mm de diâmetro) isolados com nitreto de silício e eletrodo de referência interno, dispostos em uma matriz de 12 x 12 com 200 mm de espaçamento de centro a centro. NOTA: Outras configurações com diferente diâmetro do eletrodo e espaçamento são possíveis. Em particular, o chip MEA pode ser alargada de modo a provar maiores fatias de tecidos humanos. </li><li> Adquirir sinais elétricos em 10 kHz usando um sistema MEA2100-120 (pré e fiamplificador ltro com a aquisição integrada de dados e conversor analógico-digital, resolução de dados de 16 bits, escala de tensão de entrada e largura de banda ajustável via software) através de um software dedicado (MC_Rack). NOTA: O headstage MEA2100 é dotado de uma placa metálica para fixação de elemento perfusão aquecido através de suportes magnéticos, para aspergir continuamente as fatias ao longo da sessão de gravação. </li><li> Segure o tecido para baixo no MEA por uma pequena âncora platina caseiro, o que garante um bom acoplamento elétrico entre a fatia e os eletrodos. </li></ol></li></ol> 4. Preparação de interface Câmara e Ferramentas para Dissecção e Slicing <ol><li> Câmara de interface <ol><li> Encher a secção inferior da câmara de interface com água destilada. Assegure-se que o nível de água mergulha completamente o elemento de aquecimento e é 2 a 4 mm abaixo da junção entre a parte inferior e superior da câmara. Confira este nível diariamente antes de ligar o aquecimento,a fim de evitar danos do elemento de aquecimento. </li><li> Ligue a câmara a uma fonte de carbogénio, dotado com um regulador de fluxo secundário para ajustamentos finos da pressão do gás. </li><li> Corte uma folha de tecido lente, a fim de ajustar a área plana da câmara de fatia, e posicioná-lo perto de tubos de solução de entrada, para deixar qualquer fuga bolha da linha de entrada antes de chegar às fatias. </li><li> Corte dois pedaços de fio de algodão de cadeia, desde que o pedaço de tecido da lente, e posicioná-los ao longo dos principais lados da área plana da câmara. NOTA: Isso ajuda a aumentar ligeiramente o nível de solução de perfusão na câmara. </li><li> Definir a taxa de fluxo da bomba peristáltica, a 1 ml / min e activar a bomba. </li><li> Iniciar a oxigenação da água na parte inferior da câmara. </li><li> Regule a temperatura do controlador de temperatura a 37 ° C e ligá-lo. Cobrir a parte superior da câmara de interface com um pedaço de parafilm e esperar pelo menos 30 min para a temperature para aumentar e estabilizar. </li></ol></li><li> Ferramentas para dissecção e corte <ol><li> Preparar um kit de dissecção consistindo de duas pinças de finos, uma espátula, uma pequena colher e uma lâmina; duas placas de petri de vidro, duas escovas, bem como cola de cianoacrilato. </li><li> Defina os parâmetros do vibratome: espessura, 400 mm; freqüência, 70-90 Hz; amplitude, 0,9-1 mm, de velocidade: 0,1 mm / seg. </li></ol></li></ol> 5. Human Cortical Slice Preparação <ol><li> Remover o ACSF à base de sacarose a partir de -80 ° C congelador e misturá-lo, a fim de se obter uma espécie de lama. Oxigenar com carbogen, colocar ~ 250 ml em um frasco de vidro e guarde-o num frasco de Dewar cheio de gelo, ao ir para a sala de cirurgia do hospital para obter o tecido. Nesse meio tempo, manter o resto a -20 ° C. NOTA: Durante a cirurgia, o neurocirurgião disseca um pequeno bloco de tecido cortical. Coloque imediatamente a amostra em gelada sacarose ACSF para transferência para o laboratório. </li><li> Manter o tempo necessário para a transferência do hospital ao laboratório a um máximo de 30 min. No laboratório, pegue a ACSF oxigenado à base de sacarose fora do freezer -20 ° C, misturá-lo a ter uma lama, encher uma placa de Petri e bandeja de tampão do vibratome e começar a oxigenar tanto com carbogen. Retire cuidadosamente o pedaço de tecido humano a partir da garrafa com uma colher e colocá-lo na placa de Petri (Figura 2D). </li><li> Usando a pinça, retire cuidadosamente a formação de coágulos sanguíneos, vasos e meninges para evitar a resistência durante o corte. Retirar as meninges, que consiste na matéria-pia, a partir dos lados do bloco de tecido, tendo cuidado para não danificar a superfície cortical. Com uma lâmina, cortar um lado do tecido para obter uma superfície plana, que vai ser colado na placa de amostras vibratome. NOTA: As meninges, que consistem em matéria-pia, são removidos a partir dos lados do bloco de tecido, tendo cuidado para não danificar a superfície cortical. </li><li> Se o bloco de tissue é maior do que a câmara de MEA, corte um pedaço de dimensões apropriadas antes de colá-lo na placa de amostras (Figura 2E). </li><li> Cole o tecido, a fim de obter fatias corticais transversais, colocá-lo na bandeja de tampão e cortar 400 mm de espessura em velocidade baixa (0,1 mm / seg) (Figura 2F). </li><li> Corte pedaços de tecido lente com dimensões fatia; com uma espátula e uma escova, transferir as fatias nesses tecidos de lente e incubar-los na câmara de interface a 37 ° C durante pelo menos 1 hr antes de iniciar gravações (Figura 2G - I). Continuamente armazenar as fatias nas mesmas condições até à sua utilização. NOTA: Colocar as fatias em papel lente é um passo importante para facilitar tanto a perfusão da parte inferior de fatias ea remoção de fatias da câmara de interface antes de gravar. <ol><li> Ao transferir as fatias sobre o tecido lente, gerenciá-los com muito cuidado, evitando tocar a área da camada cortical coma escova. </li><li> Preparar as fatias de um de cada vez e transferir imediatamente a cada um deles para a câmara de interface, a fim de garantir o fornecimento adequado de oxigénio e temperatura; cortar o bloco de tecido ressecado tão rapidamente quanto possível. </li></ol></li></ol> 6. Preparação da instalação MEA para Gravações <ol><li> Ligue o sistema de perfusão a uma bomba peristáltica e o sistema de MEA a um computador. Oxigenar o ACSF gravação. Coloque um chip MEA vazio dentro do amplificador. </li><li> Definir o controlador de temperatura para o aquecimento elemento de uma cânula para chegar a 37 ° C na câmara de MEA e começar a perfusão em 5-6 ml / min. NOTA: É geralmente necessário ajustar a temperatura de 3-4 ° C mais elevada do que o desejado, dependendo da temperatura ambiente e a taxa de fluxo. <ol><li> Verifique a temperatura na câmara de MEA com uma multa termômetro, colocando-o mais próximo possível do centro, sem tocar na área do eletrodo. </li></ol></li><li> Iniciar a gravação software e verifique se todos os eletrodos MEA estão bem conectados e que não há nenhum ruído devido à perfusão. </li><li> Comece MEA_Monitor para verificar o funcionamento da mesa da câmara. </li></ol> 7. Transferência de uma fatia de interface Câmara de MEA Chip para Gravação <ol><li> Despeje um pouco aquecido gravação ACSF em uma placa de Petri de vidro; com uma pinça, pegue um pedaço de câmara de interface, agarrando-o através do tecido da lente, e colocá-lo na placa de Petri. Retirar cuidadosamente a fatia a partir do tecido. Se o nível da solução na câmara de interface é cuidadosamente ajustado durante o tempo de incubação, a fatia irá separar-se a partir do tecido da lente única, submergindo-a em solução; caso contrário, use um pincel pequeno para facilitar o desprendimento. </li><li> Encher um chip de MEA com alguns ACSF e com uma espátula, a fatia transferir para ele. Com uma pipeta Pasteur de plástico, retire suavemente a solução para tornar a fatia aderir sobre a área do eletrodo e mantê-lo no lugar com um anch platinaou. Adicionar 1 ml de gravação ACSF, colocar o chip MEA no amplificador e começar a perfusão em 5-6 ml / min (Figura 2J - L). </li><li> Verifique a posição da fatia na área de gravação do MEA usando MEA_Monitor, ajuste-a, se necessário, a fim de gravar a partir de camadas corticais e tirar uma foto. Iniciar a gravação. </li></ol>

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Patrocínio por sistemas multicanal foi fornecido para a produção da publicação de vídeo e acesso aberto.

Epilepsia fármaco é uma condição rara, que pode ser explorada no tecido humano in vitro. Isto permite estudar córtex humano epiléptico, que exibe defeitos específicos que são apenas parcialmente reproduzidas em modelos animais. O método aqui descrito permite a preparação e gravação de tecidos humanos no pós-operatório ex vivo com viabilidade e redes para que eles produzem espontaneamente atividades epilépticas celular preservada. Retenção de atividades semelhantes do que os registrados em vivo é crucial para estudar mecanismos de gênese das atividades patológicas. Além disso, tais métodos permitem explorar tecidos humanos e modelos animais para não evitar perfeitos da doença. No entanto, estudo de tecidos humanos requer sincronização entre neurocirurgiões e laboratório experimental. Transporte de tecidos requer cuidados específicos para não ser traumático. Além disso, tanto a quantidade da amostra de tecido e é limitada. Finalmente, o acesso aos tecidos de controlo adequadas é o main preocupação. Com esta preparação, os tecidos pós-operatórias produzir espontaneamente descargas interictais-like em ACSF normal de 7,8. -Ictais eventos como também pode ser atingida em modificado, ACSF proconvulsivantes de modo que os mecanismos de iniciação e apreensão de transição para o estado interictal convulsões podem ser investigadas. Tecido humano pode ser mantido viável por até 10 horas em condições de interface. As fatias foram considerados viáveis ​​quando atividade ou campo de potencialidades multi-unidades foram observados de forma espontânea e quando essas atividades foram evocados pelo aumento da excitabilidade através de aumentos de potássio extracelular e / ou diminuição de magnésio. Embora a variabilidade da atividade ocorre, provavelmente refletindo diferenças em patologias e áreas corticais, exploramos as características epileptogênicas de um tecido só em fatias saudáveis ​​mostrando interictal espontânea e evocada descargas ictais. A fim de preservar a vitalidade e a actividade do tecido, numa câmara de interface é utilizada para armazenar tele corta a 36-37 ° C para a recuperação antes de gravar com o sistema MEA. De facto, vários grupos demonstraram claramente as vantagens do sistema de armazenamento com base em comparação com interface de armazenamento copo padrão e a importância da temperatura para a preservação da actividade da rede, tais como espontâneos de onda ondulações acentuadas ou oscilações induzidas por colinérgicos 9,10. Armazenamento de interface de fatias foi previamente usada para gravar a atividade epiléptica do hipocampo humano e fatias subicular 1,11. Com a técnica actual MEA, após o período de recuperação de cortar em condições de interface, a actividade de rede é registrado em condições submersas, na presença de uma elevada velocidade de fluxo (5-6 ml / min) a 37 ° C, com o sistema de MEA. O diâmetro reduzido (1,8 cm) de chip de MEA, que delimita uma câmara de volume pequeno (&lt;1,5 ml), juntamente com o aumento da taxa de fluxo, aumenta o fornecimento de oxigénio da fatia, que foi demonstrada ser um factor crítico para a espontânea e pharmacologically induzida por atividades de rede 9,10. Além disso, a quantidade reduzida de ACSF circulante facilita os testes farmacológicos. O processo de corte é no entanto um traumatismo nos tecidos 12. Ambos arquitectura neuronal e homeostase cloreto parecem ser perturbados na superfície do tecido (50 um). A origem das atividades gravadas por chips de MEA, que amostra do tecido principalmente superficialmente sem penetração profunda, podem surgir a partir de áreas traumatizadas. No entanto, nossos dados mostram que os potenciais de campo extracelulares detectadas localmente são registrados na maioria dos eletrodos MEA e anterior trabalho mostram que eles estão integrados a uma distância do local de gravação de 13 100 a 200 mm, o que sugere que as apreensões registradas em nossa preparação não são susceptíveis de ser produzida por áreas traumatizadas. Além disso, em estudos realizados com eléctrodos de tungsténio que permitam a penetração profunda, as actividades epilépticos gravadas em tecidos humanos são semelhanteaos observados em doentes epilépticos 1,7,8. Outro limite da ex vivo a gravação do tecido é o rompimento das ligações entre as diferentes áreas do cérebro, restringindo assim neuromodulações dinâmicas. Isto pode explicar porque em tal tecido nenhum evento ictal semelhante é registrado de forma espontânea, mas precisa ser desencadeada por manipulação iônica ou estimulação reforço farmacológico excitabilidade. Por conseguinte, neste protocolo, eventos convulsivos semelhante são induzidos através da combinação de uma mudança de K + extracelular de 3 a 6 mM e uma redução de Mg 2+ externo de 1,3 mM de Mg 2 + livre ACSF, a fim de aumentar a excitabilidade dos tecidos e remover Mg bloco receptor NMDA dependente 2+. Na verdade, ele já havia sido demonstrado que a atividade epiléptica induzida em fatias neocortical e do hipocampo humanos utilizando Mg 2 + livre ACSF lembra as convulsões eletrográficas gravadas in vivo 14. Além disso,demonstrou-se que as descargas epilépticas obtidos em fatias do lobo temporal tornar-se resistentes aos anticonvulsivos utilizados clinicamente após exposição prolongada ao Mg 2 + livre ACSF 15,16, proporcionando assim um modelo para investigar acontecimentos como fármaco-convulsivos-in vitro. AAM permitir a gravação de ambos, potenciais de campo e atividades multi-unidade constituída em potenciais de ação de neurônios ex vivo. Assim, os AAM são uma poderosa ferramenta de eletrofisiológico em comparação com eletroencefalogramas, que explorar potenciais de campo gerados pelas atividades síncronas de conjuntos neuronais in vivo, mas não dão acesso ao único neurônio comportamentos 17. Apesar de microeletrodos mais recentes pode gravar em vivo actividades multi-unidade constituída em potenciais de ação de neurônios, eles são invasivos, assim que seu uso é mais restrito para fins de pesquisa durante as gravações intracranianos. Em particular, as gravações AMA representam uma técnica de escolhaestudar os padrões espaço-temporais de eventos epilépticos, os mecanismos que controlam o início e propagação das crises e da ação de fármacos antiepilépticos clássicos e novos. Notavelmente, a desvendar os tipos de células e base de sinalização de descargas epilépticas, spike técnicas de triagem e testes farmacológicos deve ser combinada com técnicas de MEA. Embora AAM pode dar acesso aos picos individuais, eles não fornecem informações sobre as propriedades sinápticas e biofísicos. No futuro, a outras técnicas deve ser acoplado a gravações da MEA, a fim de melhor comportamento celular exemplo, atividades de rede e sinalização sináptica. Por exemplo, imagens de fluorescência para desvendar neurônios ou células gliais comportamento, bem como a dinâmica de íons, pode ser combinada com AAM gravações. Além disso análise histológica post hoc pode também revelou alterações específicas de tipos de células, proteínas ou receptores, de modo que a localização das actividades epilépticos podem ser correlacionados com rearranjos específicos doestrutura nervosa. O sistema AAM também pode ser incorporado em um patch-clamp set-up para correlacionar as células individuais ou condutâncias com atividades de população. No futuro, as ferramentas Optogenetic também poderia ser utilizado, desde que as fatias humanos podem ser cultivadas a longo prazo, tal como realizada para fatias organotípicas, de modo que a transfecção ou infecção de tipos específicos de células pode ser realizada.

A epilepsia é uma doença crônica em que as crises epilépticas, que são descargas estampados intermitentes que duram vários segundos para dezenas de segundos em (EEG) registros eletroencefalográficos associados com manifestações clínicas, interromper um estado interictal, caracterizada pela presença de descargas neuronais síncronas dezenas de milissegundos duradouras e chamou os eventos interictais um. Ele afecta aproximadamente 1% da população do mundo e, embora as convulsões são controlados em que a maioria dos pacientes, cerca de um terço das pessoas com epilepsia não mostram uma resposta adequada às drogas antiepilépticas 2. Nesta condição, chamada epilepsia fármaco e cujos mecanismos ainda precisam ser claramente identificados, a ressecção cirúrgica da parte específica do cérebro identificado como zona apreensão de início continua sendo a única alternativa de tratamento que dá um resultado positivo para os pacientes. Assim, os espécimes ressecados de cirurgia deu a oportuniopor- para estudar os mecanismos de descargas intercríticas e geração e propagação das crises, bem como pharmacoresistance sobre o tecido nervoso central humano viável ex vivo. Multi-eléctrodo matrizes (AAM), que consiste de um arranjo de microeléctrodos distribuídos espacialmente, permitir que a estimulação simultânea e gravação de actividade electrofisiológica de vários locais do tecido, proporcionando assim uma abordagem excelente para estudar os padrões espaço-temporais da actividade espontânea e evocada . Esta técnica, aplicada pela primeira vez para acompanhar as mudanças no desenvolvimento de atividades de cultura de células neuronais 3 e depois adaptado para cerebral aguda e organotípico e fatias de medula espinhal 4-6, é actualmente considerada uma ferramenta valiosa eletrofisiológico. O protocolo atual descreve como preparar fatias corticais humanos a partir de tecido ressecado cirurgicamente e gravar com AAM confiável ex vivo interictal e eventos apreensão semelhante destas fatias. Esta técnica proporciona, assim, uma forma de abordar os mecanismos básicos subjacentes atividades epilépticas iniciação, propagação e efeitos das drogas antiepilépticas, tanto em nível celular e de rede. Todos os procedimentos utilizados para obter, preparar, manter e gravar fatias humanos são aqui descritos em pormenor.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="826">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:227px;">Name of Material/ Equipment</td>
			<td style="width:201px;">Company</td>
			<td style="width:119px;">Catalog Number</td>
			<td style="width:279px;">Comments/Description</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:227px;">Brain Slice Chamber-2: Interface</td>
			<td style="width:201px;">AutoMate Scientific, Inc.</td>
			<td style="width:119px;">S-BSC2</td>
			<td style="width:279px;">It requires separate temperature controller</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:227px;">2-channel Temperature Controller</td>
			<td style="width:201px;">Multichannel Systems, Germany</td>
			<td style="width:119px;">TC02</td>
			<td style="width:279px;">It allows to plug in and use 2 interface chambers.&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:227px;">Special cable for connection of TC01 to S-BSC2 with external reference PT100</td>
			<td style="width:201px;">Multichannel Systems, Germany</td>
			<td style="width:119px;">CA3</td>
			<td style="width:279px;">The reference PT100 is placed near the slices&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:227px;">6pin plug-connector with PT100</td>
			<td style="width:201px;">Multichannel Systems, Germany</td>
			<td style="width:119px;">TS-PT100</td>
			<td style="width:279px;">External reference for CA3 cable</td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:227px;">MEA workstation for recording data from 120-electrode MEAs</td>
			<td style="width:201px;">Multichannel Systems, Germany</td>
			<td style="width:119px;">MEA2100-120</td>
			<td style="width:279px;">It includes MEA2100-120 headstage and MEA2100 interface board. www.multichannelsystems.com</td>
		</tr>
		<tr height="84">
			<td height="84" style="height:84px;width:227px;">Microelectrode array for MEA2100-120</td>
			<td style="width:201px;">Multichannel Systems, Germany</td>
			<td style="width:119px;">120MEA200/30</td>
			<td style="width:279px;">Electrode spacing: 200 &#181;m; electrode diameter: 30 &#181;m; glass ring: 6 mm high. Different configurations (spacing, diameter, ring) possible.&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="105">
			<td height="105" style="height:105px;width:227px;">Video Microscope Table</td>
			<td style="width:201px;">Multichannel Systems, Germany</td>
			<td style="width:119px;">MEA-VMT-1</td>
			<td style="width:279px;">Table with a video microscope underneath to image the electrode field of the MEAs in an amplifier placed on top of the table and transfer the image to a computer.</td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:227px;">Perfusion cannula</td>
			<td style="width:201px;">Multichannel Systems, Germany</td>
			<td style="width:119px;">PH01</td>
			<td style="width:279px;">Heatable perfusion cannula with temperature sensor; temperature can be programmed with TC02 controller</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:227px;">MC_Rack</td>
			<td style="width:201px;">Multichannel Systems, Germany</td>
			<td></td>
			<td style="width:279px;">Software for data acquisition and recordings</td>
		</tr>
		<tr height="84">
			<td height="84" style="height:84px;width:227px;">Magnetic Perfusion Holder</td>
			<td style="width:201px;">Multichannel Systems, Germany</td>
			<td style="width:119px;">MPH</td>
			<td style="width:279px;">Magnetic perfusion holder for PH01 element to fix the perfusion cannula and connect the perfusion system to the amplifier&#39;s ground</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:227px;">Neuroexplorer</td>
			<td style="width:201px;">Nex Technologies</td>
			<td></td>
			<td style="width:279px;">Software for data analysis; info@neuroexplorer.com</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:227px;">Peristaltic pump (drive unit)</td>
			<td style="width:201px;">Gilson</td>
			<td style="width:119px;">F155001</td>
			<td style="width:279px;">0,01 to 48 rp</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:227px;">Peristaltic pump (pump head)</td>
			<td style="width:201px;">Gilson</td>
			<td style="width:119px;">F117800</td>
			<td style="width:279px;">R2 two channel</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:227px;">Ultrasonic aspirator</td>
			<td style="width:201px;">Integra Life sciences, USA</td>
			<td style="width:119px;">Cusa Excel +</td>
			<td style="width:279px;">It allows blunt subpial dissection of the cortex</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:227px;">Neuronavigation</td>
			<td style="width:201px;">Isis Solutions, France</td>
			<td style="width:119px;">Surgiscope</td>
			<td style="width:279px;">It allows real time identification of the brain structure on the preoperative MRI</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:227px;">Vibratome HM 650 V</td>
			<td style="width:201px;">Microm</td>
			<td></td>
			<td style="width:279px;">Block slicing into 400 &#956;m thick slices</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

multi-electrode array recordings of human epileptic postoperative cortical tissue

Epilepsia, que afecta cerca de 1% da população, compreende um grupo de distúrbios neurológicos caracterizados pela ocorrência periódica de convulsões, que interrompem a função cerebral normal. Apesar do tratamento com fármacos antiepilépticos disponíveis atualmente visam as funções neuronais, um terço dos pacientes com epilepsia fármaco-são. Nesta condição, a ressecção cirúrgica da área do cérebro gerando convulsões continua a ser o único tratamento alternativo. Estudar tecidos epilépticos humanos tem contribuído para entender novos mecanismos epileptogênicas durante os últimos 10 anos. Na verdade, estes tecidos gerar descargas epilépticas interictais espontâneas, bem como eventos ictais induzida por farmacologicamente que podem ser gravados com técnicas de eletrofisiologia clássicos. Notavelmente, as matrizes multi-eletrodo (AMA), que são dispositivos microfabricados incorporação de um conjunto de microeletrodos espacialmente arranjados, oferecem a oportunidade única para estimular simultaneamente e registro pote campontials, bem como potenciais de múltiplos neurônios de diferentes áreas do tecido de ação. Assim AMA gravações oferecem uma excelente abordagem para estudar os padrões espaço-temporais de interictal espontânea e eventos do tipo convulsivas evocadas e os mecanismos subjacentes início e propagação das crises. Aqui nós descrevemos como preparar fatias corticais humanos a partir de tecido ressecado cirurgicamente e gravar com AAM interictais e ictais-like eventos ex vivo.

O registro da atividade cortical fatia humano começa enquanto irrigando o tecido com ACSF gravação normal (como descrito anteriormente) 7,8. Nesta condição, quando o tecido é bem preservada durante a cirurgia e mais tarde, durante a transferência de tecido a partir da preparação do hospital e fatia, pode-se observar a actividade espontânea, sob a forma de eventos semelhantes a pequenas intercríticas, detectados a partir de pequenos aglomerados de eléctrodos de MEA. Descargas intercríticas-like consistiu em um potencial de campo, geralmente bifásica, que compreende uma deflexão negativa afiado inicial, atingindo dezenas de microvolts, seguido por uma onda mais longo oposto durando várias dezenas de milissegundos. Actividades multi-unidade rápidas são geralmente incorporado no potencial de campo, principalmente na parte inicial. Um exemplo representativo de actividade interictal-como é ilustrado na Figura 3Aii, onde o traço registado por um eléctrodo MEA é mostrado. Para gravar as crises epilépticas de emvitro fatias corticais humanos, é necessária para perfundir-los com um ACSF &quot;epileptogénica&quot;, em que está ausente Mg2 + e K + é aumentada para 6 mM, para aumentar a excitabilidade do tecido 1 (o aumento de K + de 3 a 6 mM por si só não é suficiente para induzir convulsões; dados não mostrados). Uma vez que a perfusão com 0 Mg 2+ 6 mM de K + ACSF foi iniciado, a actividade de fatias corticais aumenta gradualmente e a primeira convulsão aparece dentro de 15 a 20 min (15,4 ± 1,7 min, n = 10, a partir de 5 pacientes; Figura 3 Ai ). Nós evocado actividade ictal semelhante, como mostrado na Figura 3, em 75% dos pacientes testados e em 66,7% de todas as fatias gravados. Atividades epilépticas são registrados a partir de eletrodos adjacentes do chip MEA, e comparação das dinâmicas de início de campo potenciais eventos permite estudar seu local de gênese e propagação. A apreensão representante gravado a partir de uma fatia de humum córtex cerebral com o sistema de MEA é mostrado na Figura 3B (um traçado representativo de uma convulsão gravado por um único eléctrodo MEA é mostrado em maior resolução temporal na Figura 3 Aiii). Note-se que a convulsão é gravado a partir de quase todos os eléctrodos do chip de MEA, indicando, assim, que é capaz de se propagar de uma grande área cortical. Além disso, olhando para os traços individuais gravadas de cada eletrodo, é possível observar a propagação progressiva da apreensão em todo o tecido: de fato, ele começa primeiro na área cortical que cobre a metade direita do conjunto de eletrodos, e gradualmente se espalha para a área que cobre a metade esquerda (.. i e, comparar os vestígios de L6 eléctrodo e B6; Figura 3B). <img alt="A Figura 1" fo:content-width="3in" src="/files/ftp_upload/51870/51870fig1highres.jpg" width="300" /> Figura 1: A uma displasia cortical. d sua remoção cirúrgica do tipo A Taylor displasia cortical focal (seta branca) encaixado em um sulco lobo frontal esquerdo é visualizado no MRI pré-operatório (A), e mais tarde confirmado por exame rotulagem quinase (B) MAP histológico; barra de escala: 200 mm), mostrando uma dyslamination cortical, os neurônios anormais e uma faixa de neurônios com uma migração incompleta na substância branca inferior. Durante a cirurgia, a displasia é localizada de acordo com os dados de ressonância magnética com um sistema de neuronavegação (C). A visualização do giro contendo a displasia durante a cirurgia (D). <img alt="A Figura 2" fo:content-width="4in" src="/files/ftp_upload/51870/51870fig2highres.jpg" width="400" /> Figura 2:. Equipamento e processo de preparação fatia cortical humano Uma câmara de interface é utilizada para manter fatias corticais humanos ex vivo (A); o fatias repouso sobre uma folha de tecido da lente na área plana na parte superior da câmara (B), em que um sensor de temperatura (C, esquerda), ligada a um controlador de temperatura (C, à direita, acima) por meio de um duplo cabo ended (C, direita, para baixo), é colocado para manter a temperatura de 37 ° C ao longo do tempo fatia de incubação. Uma vez obtido, colocar o bloco de tecido ressecado numa placa de petri cheia com ACSF gelado à base de sacarose (D) e remover coágulos sanguíneos, vasos e meninges, para facilitar o corte. Se o bloco de tecido é maior do que as câmaras de MEA, isolar um pedaço de dimensões apropriadas com uma lâmina (E) e colá-la na placa de amostras vibratome (F). Cortar 400 mm de espessura e com a ajuda de uma espátula (L) transferi-las em pedaços de tecido lente (H) e incubar-los na câmara de interface (I). Antes de gravar, remove o tecido do cristalino por submersão da fatia numa placa de petri cheia com ACSF e transferi-lo para um chip de MEA ACSF preenchido com uma espátula (J). Remover a solução para permitir que a fatia aderir sobre a MEA (K) e mantê-lo em posição usando uma âncora de platina. Coloque o MEA no amplificador (L), começar a perfusão e gravação. <img alt="Figura 3" fo:content-width="3in" src="/files/ftp_upload/51870/51870fig3highres.jpg" width="300" /> Figura 3: MEA gravações de convulsões epilépticas em fatias corticais humanos (A) Um traço representante da atividade fatia cortical humano registado por um eléctrodo MEA é mostrada no painel i.. Na presença de ACSF normal, é possível observar a atividade interictal-like espontânea (pequeno retângulo cinza, ampliada no painel ii); em seguida, quando a perfusão com 0 Mg 2+ 6 mM de K + ACSF foi iniciado, o primeiro seizure aparece depois de um ~ 15 min de atraso e é seguido por outros eventos no intervalo de 2-3 min. Painel III mostra a apreensão no grande retângulo cinza no painel i com uma escala ampliada. O traço azul ilustra um zoom da atividade, como indicado pela linha azul-e-flecha. Painel iv) mostra os dados ilustrados no painel iii) high pass filtradas em 250 Hz, que revelam atividade-unidade de multi quando ampliada (traço azul). (B) gravação Representante de uma convulsão na presença de 0 Mg 2+ 6 mM K + ACSF de todos os pólos da MEA. Cada quadrado representa um eletrodo de 12 x 12 matriz de MEA e mostra uma janela de tempo de 80 seg; a linha pontilhada indica a posição da superfície cortical relativamente à matriz de MEA.

Watch this Scientific Journal Video about Multi-electrode Array Recordings of Human Epileptic Postoperative Cortical Tissue at JoVE.com

Multi-electrode Array Recordings of Human Epileptic Postoperative Cortical Tissue

Nós aqui descrevem como realizar gravações de matriz multi-eletrodo de tecido cortical epiléptico humano. Ressecção do tecido epiléptico, preparação e fatia de matriz multi-eletrodo gravações de eventos interictais e ictais são demonstrados em detalhes.

Multieletrodos Recordings Matriz de Human epiléptica pós-operatória Cortical Tissue

Epilepsy, affecting about 1% of the population, comprises a group of neurological disorders characterized by the periodic occurrence of seizures, which ...

multi-electrode-array-recordings-human-epileptic-postoperative

Research

JoVE Journal

Medicine

20.4K visualizações.  CNRS UMR 7241, INSERM U1050, Collège de France.  Nós aqui descrevem como realizar gravações de matriz multi-eletrodo de tecido cortical epiléptico humano. Ressecção do tecido epiléptico, preparação e fatia de matriz multi-eletrodo gravações de eventos interictais e ictais são demonstrados em detalhes. 

Vídeo: Multi-electrode Array Recordings of Human Epileptic Postoperative Cortical Tissue

Formation of Human Prostate Epithelium Using Tissue Recombination of Rodent Urogenital Sinus Mesenchyme and Human Stem Cells

Progress in prostate cancer research is severely limited by the availability of human-derived and hormone-na&iuml;ve model systems, which limit our ability to understand genetic and molecular events underlying prostate disease initiation. Toward developing better model systems for studying human prostate carcinogenesis, we and others have taken advantage of the unique pro-prostatic inductive potential of embryonic rodent prostate stroma, termed urogenital sinus mesenchyme (UGSM). When recombined with certain pluripotent cell populations such as embryonic stem cells, UGSM induces the formation of normal human prostate epithelia in a testosterone-dependent manner. Such a human model system can be used to investigate and experimentally test the ability of candidate prostate cancer susceptibility genes at an accelerated pace compared to typical rodent transgenic studies. Since Human embryonic stem cells (hESCs) can be genetically modified in culture using inducible gene expression or siRNA knock-down vectors prior to tissue recombination, such a model facilitates testing the functional consequences of genes, or combinations of genes, which are thought to promote or prevent carcinogenesis.
The technique of isolating pure populations of UGSM cells, however, is challenging and learning often requires someone with previous expertise to personally teach. Moreover, inoculation of cell mixtures under the renal capsule of an immunocompromised host can be technically challenging. Here we outline and illustrate proper isolation of UGSM from rodent embryos and renal capsule implantation of tissue mixtures to form human prostate epithelium. Such an approach, at its current stage, requires in vivo xenografting of embryonic stem cells; future applications could potentially include in vitro gland formation or the use of induced pluripotent stem cell populations (iPSCs).

To unravel the earliest molecular mechanisms underlying prostate cancer initiation, novel and innovative human model systems and approaches are desperately needed. The potential of pre-prostatic urogenital sinus mesenchyme (UGSM) to induce pluripotent stem cell populations to form human prostate epithelium is a powerful experimental tool in prostate research.

Formação de Epithelium próstata humano utilizando Tissue Recombinação de Rodent Urogenital Mesênquima Sinus e células-tronco humanas

Progress in prostate cancer research is severely  limited by the availability of human-derived and hormone-na&iuml;ve model systems,  which limit our ...

Medicina

Encapsulation Thermogenic Preadipocytes for Transplantation into Adipose Tissue Depots

Cell encapsulation was developed to entrap viable cells within semi-permeable membranes. The engrafted encapsulated cells can exchange low molecular weight metabolites in tissues of the treated host to achieve long-term survival. The semipermeable membrane allows engrafted encapsulated cells to avoid rejection by the immune system. The encapsulation procedure was designed to enable a controlled release of bioactive compounds, such as insulin, other hormones, and cytokines. Here we describe a method for encapsulation of catabolic cells, which consume lipids for heat production and energy dissipation (thermogenesis) in the intra-abdominal adipose tissue of obese mice. Encapsulation of thermogenic catabolic cells may be potentially applicable to the prevention and treatment of obesity and type 2 diabetes. Another potential application of catabolic cells may include detoxification from alcohols or other toxic metabolites and environmental pollutants.

Here, we present a protocol for encapsulation of catabolic cells, which consume lipids for heat production in intra-abdominal adipose tissue and increase energy dissipation in obese mice.

Encapsulation termogênico pré-adipócitos para transplante em adiposo Depots Tissue

Cell encapsulation was developed to entrap viable cells within semi-permeable membranes. The engrafted encapsulated cells can exchange low molecular ...

Working with Human Tissues for Translational Cancer Research

Medical research for human benefit is greatly impeded by the necessity for human tissues and subjects. However, upon obtaining consent for human specimens, precious samples must be handled with the greatest care in order to ensure integrity of organs, tissues, and cells to the highest degree. Unfortunately, tissue processing by definition requires extraction of tissues from the host, a change which can cause great cellular stress and have major repercussions on subsequent analyses. These stresses could result in the specimen being no longer representative of the site from which it was retrieved. Therefore, a strict protocol must be adhered to while processing these specimens to ensure representativeness. The desired assay(s) must also be taken into consideration in order to ensure that an optimal technique is used for sample processing. Outlined here is a protocol for tissue retrieval, processing and various analyses which may be performed on processed tissue in order to maximize downstream production from limited tissue samples.

Translational cancer research is dependent on extraction of human tissues. Much work has gone into optimizing extraction methods for ex vivo analysis. Here, we describe tissue processing methods allowing for maximal data output from limited samples.

Trabalhando com tecidos humanos para Translational Cancer Research

Medical research for human benefit is greatly impeded by the necessity for human tissues and subjects. However, upon obtaining consent for human ...

3D Ultrasound Imaging: Fast and Cost-effective Morphometry of Musculoskeletal Tissue

The developmental goal of 3D ultrasound imaging (3DUS) is to engineer a modality to perform 3D morphological ultrasound analysis of human muscles. 3DUS images are constructed from calibrated freehand 2D B-mode ultrasound images, which are positioned into a voxel array. Ultrasound (US) imaging allows quantification of muscle size, fascicle length, and angle of pennation. These morphological variables are important determinants of muscle force and length range of force exertion. The presented protocol describes an approach to determine volume and fascicle length of m.&#160;vastus lateralis and m.&#160;gastrocnemius medialis. 3DUS facilitates standardization using 3D anatomical references. This approach provides a fast and cost-effective approach for quantifying 3D morphology in skeletal muscles. In healthcare and sports, information on the morphometry of muscles is very valuable in diagnostics and/or follow-up evaluations after treatment or training.

3D ultrasound imaging (3DUS) allows fast and cost-effective morphometry of musculoskeletal tissues. We present a protocol to measure muscle volume and fascicle length using 3DUS.

Imagens de ultra-som 3D: rápida e econômica de morfometria do tecido músculo-esquelético

The developmental goal of 3D ultrasound imaging (3DUS) is to engineer a modality to perform 3D morphological ultrasound analysis of human muscles. 3DUS ...

Assessment of Human Adipose Tissue Microvascular Function Using Videomicroscopy

While obesity is closely linked to the development of metabolic and cardiovascular disease, little is known about mechanisms that govern these processes. It is hypothesized that pro-atherogenic mediators released from fat tissues particularly in association with central/visceral adiposity may promote pathogenic vascular changes locally and systemically, and the notion that cardiovascular disease may be the consequence of adipose tissue dysfunction continues to evolve. Here, we describe a unique method of videomicroscopy that involves analysis of vasodilator and vasoconstrictor responses of intact small human arterioles removed from the adipose depot of living human subjects. Videomicroscopy is used to examine functional properties of isolated microvessels in response to pharmacological or physiological stimuli using a pressured system that mimics in vivo conditions. The technique is a useful approach to gain understanding of the pathophysiology and molecular mechanisms that contribute to vascular dysfunction locally within the adipose tissue milieu. Moreover, abnormalities in the adipose tissue microvasculature have also been linked with systemic diseases. We applied this technique to examine depot-specific vascular responses in obese subjects. We assessed endothelium-dependent vasodilation to both increased flow and acetylcholine in adipose arterioles (50 - 350 &#181;m internal diameter, 2 - 3 mm in length) isolated from two different adipose depots during bariatric surgery from the same individual. We demonstrated that arterioles from visceral fat exhibit impaired endothelium-dependent vasodilation compared to vessels isolated from the subcutaneous depot. The findings suggest that the visceral microenvironment is associated with vascular endothelial dysfunction which may be relevant to clinical observation linking increased visceral adiposity to systemic disease mechanisms. The videomicroscopy technique can be used to examine vascular phenotypes from different fat depots as well as compare findings across individuals with different degrees of obesity and metabolic dysfunction. The method can also be used to examine vascular responses longitudinally in response to clinical interventions.

Videomicroscopy systems are used to examine functional properties of isolated adipose tissue arterioles in response to physiological and pharmacological stimuli. This technique can be used to examine microvascular phenotypes in different adipose tissue domains in obese humans.

Avaliação da função Microvascular de tecido adiposo humano usando tele-microscopia

While obesity is closely linked to the development of metabolic and cardiovascular disease, little is known about mechanisms that govern these processes. ...

A Mouse Model of Orthopedic Surgery to Study Postoperative Cognitive Dysfunction and Tissue Regeneration

Surgery is commonly used to improve and maintain quality of life. Unfortunately, in vulnerable patients such as the elderly, complications may occur and significantly diminish the outcome. Indeed, after routine orthopedic surgery to repair a fracture, as many as 50% of elderly patients suffer from neurologic complications like delirium. Also, the capacity to heal and regenerate tissue after surgery decreases with age, and can impact the quality of fracture repair and even osseous integration of implants. Thus, a better understanding of mechanisms that drive these age-dependent changes could provide strategic targets to minimize risk for such complications and optimize outcomes. Here, we introduce a clinically relevant mouse model of tibial fracture. The postoperative changes in these mice mimic some of the cognitive impairments commonly observed after routine orthopedic surgery in humans. Briefly, an incision is performed in the right hind limb under strictly aseptic conditions. Muscles are disassociated, and a 0.38-mm stainless steel pin is inserted into the upper crest of the tibia, inside the intramedullary canal. Osteotomy is then performed, and the wound is stapled. We have used this model to investigate the effects of surgical trauma on postoperative neuroinflammation and behavioral changes. By applying this fracture model in combination with parabiosis, a surgical model in which 2 mice are anastomosed, we have studied cells and secreted factors that systemically rejuvenate organ function and tissue regeneration after injury. By following our step-by-step protocol, these models can be reproduced with high fidelity, and can be adapted to interrogate many biologic pathways that are altered by surgical trauma.

This protocol describes a mouse model of orthopedic surgery that has been used to study mechanisms of postoperative neuroinflammation and behavioral changes, and when combined with parabiosis, to study tissue regeneration during aging.

Um modelo do rato de cirurgia ortopédica para estudar a disfunção cognitiva pós-operatória e regeneração de tecidos

Surgery is commonly used to improve and maintain quality of life. Unfortunately, in vulnerable patients such as the elderly, complications may occur and ...

Generation of Human 3D Lung Tissue Cultures (3D-LTCs) for Disease Modeling

Translation of novel discoveries to human disease is limited by the availability of human tissue-based models of disease. Precision-cut lung slices (PCLS) used as 3D lung tissue cultures (3D-LTCs) represent an elegant and biologically highly relevant 3D cell culture model, which highly resemble in situ tissue due to their complexity, biomechanics and molecular composition. Tissue slicing is widely applied in various animal models. 3D-LTCs derived from human PCLS can be used to analyze responses to novel drugs, which might further help to better understand the mechanisms and functional effects of drugs in human tissue. The preparation of PCLS from surgically resected lung tissue samples of patients, who experienced lung lobectomy, increases the accessibility of diseased and peritumoral tissue. Here, we describe a detailed protocol for the generation of human PCLS from surgically resected soft-elastic patient lung tissue. Agarose was introduced into the bronchoalveolar space of the resectates, thus preserving lung structure and increasing the tissue&#39;s stiffness, which is crucial for subsequent slicing. 500 &#181;m thick slices were prepared from the tissue block with a vibratome. Biopsy punches taken from PCLS ensure comparable tissue sample sizes and further increase the amount of tissue samples. The generated lung tissue cultures can be applied in a variety of studies in human lung biology, including the pathophysiology and mechanisms of different diseases, such as fibrotic processes at its best at (sub-)cellular levels. The highest benefit of the 3D-LTC ex vivo model is its close representation of the in situ human lung in respect of 3D tissue architecture, cell type diversity and lung anatomy as well as the potential for assessment of tissue from individual patients, which is relevant to further develop novel strategies for precision medicine.

Generation of Human 3D Lung Tissue Cultures 3D-LTCs for Disease Modeling

Here, we present a protocol for the preparation of agarose-filled human precision-cut lung slices from resected patient tissue that are suitable for generating 3D lung tissue cultures to model human lung diseases in biological and biomedical studies.

Geração de culturas de tecido de pulmão humano de 3D (3D-CTIs) para modelagem de doença

Translation of novel discoveries to human disease is limited by the availability of human tissue-based models of disease. Precision-cut lung slices (PCLS) ...

Nanoscopic Imaging of Human Tissue Sections via Physical and Isotropic Expansion

In modern pathology, optical microscopy plays an important role in disease diagnosis by revealing microscopic structures of clinical specimens. However, the fundamental physical diffraction limit prevents interrogation of nanoscale anatomy and subtle pathological changes when using conventional optical imaging approaches. Here, we describe a simple and inexpensive protocol, called expansion pathology (ExPath), for nanoscale optical imaging of common types of clinical primary tissue specimens, including both fixed-frozen or formalin-fixed paraffin embedded (FFPE) tissue sections. This method circumvents the optical diffraction limit by chemically transforming the tissue samples into tissue-hydrogel hybrid and physically expanding them isotropically across multiple scales in pure water. Due to expansion, previously unresolvable molecules are separated and thus can be observed using a conventional optical microscope.

Nanoscale imaging of clinical tissue samples can improve understanding of disease pathogenesis. Expansion pathology (ExPath) is a version of expansion microscopy (ExM), modified for compatibility with standard clinical tissue samples, to explore the nanoscale configuration of biomolecules using conventional diffraction limited microscopes.

Imagem nanoscópica de seções do tecido humano através da expansão física e isotropic

In modern pathology, optical microscopy plays an important role in disease diagnosis by revealing microscopic structures of clinical specimens. However, ...

A Postoperative Evaluation Guideline for Computer-Assisted Reconstruction of the Mandible

Valid comparisons of postoperative accuracy results in computer-assisted reconstruction of the mandible are difficult due to heterogeneity in imaging modalities, mandibular defect classification, and evaluation methodologies between studies. This guideline uses a step-by-step approach guiding the process of imaging, classification of mandibular defects and volume assessment of three-dimensional (3D) models, after which a legitimized quantitative accuracy evaluation method can be performed between the postoperative clinical situation and the preoperative virtual plan. The condyles and the vertical and horizontal corners of the mandible are used as bony landmarks to define virtual lines in the computer-assisted surgery (CAS) software. Between these lines the axial, coronal, and both sagittal mandibular angles are calculated on both pre- and postoperative 3D models of the (neo)mandible and subsequently the deviations are calculated. By superimposing the postoperative 3D model to the preoperative virtually planned 3D model, which is fixed to the XYZ axis, the deviation between pre- and postoperative virtually planned dental implant positions can be calculated. This protocol continues and specifies an earlier publication of this evaluation guideline.

Here, we propose a practical, feasible and reproducible evaluation guideline for computer-assisted reconstruction of the mandible in order to create uniformity between studies regarding postoperative accuracy evaluation. This protocol continues and specifies an earlier publication of this evaluation guideline.

Uma diretriz de avaliação pós-operatória para a reconstrução assistida por computador da Mandíbula

Valid comparisons of postoperative accuracy results in computer-assisted reconstruction of the mandible are difficult due to heterogeneity in imaging ...

Preparation of Human Myocardial Tissue for Long-Term Cultivation

Cardiomyocyte cultivation has seen a vast number of developments, ranging from two-dimensional (2D) cell cultivation to iPSC derived organoids. In 2019, an ex vivo way to cultivate myocardial slices obtained from human heart samples was demonstrated, while approaching in vivo condition of myocardial contraction. These samples originate mostly from heart transplantations or left-ventricular assist device placements. Using a vibratome and a specially developed cultivation system, 300 &#181;m thick slices are placed between a fixed and a spring wire, allowing for stable and reproducible cultivation for several weeks. During cultivation, the slices are continuously stimulated according to individual settings. Contractions can be displayed and recorded in real-time, and pharmacological agents can be readily applied. User-defined stimulation protocols can be scheduled and performed to assess vital contraction parameters like post-pause-potentiation, stimulation threshold, force-frequency relation, and refractory period. Furthermore, the system enables a variable pre- and afterload setting for a more physiological cultivation.
Here, we present a step-by-step guide on how to generate a successful long-term cultivation of human left ventricular myocardial slices, using a commercial biomimetic cultivation solution.

We present a protocol for ex vivo cultivation of human ventricular myocardial tissue. It allows for detailed analysis of contraction force and kinetics, as well as the application of pre- and afterload to mimic the in vivo physiological environment more closely.

Preparação do tecido miocárdio humano para cultivo a longo prazo

Cardiomyocyte cultivation has seen a vast number of developments, ranging from two-dimensional (2D) cell cultivation to iPSC derived organoids. In 2019, ...