Платформа с многоэлектродной матрицей для моделирования эпилепсии с использованием ассамблоидов мозга человека, полученных из плюрипотентных стволовых клеток

За последние несколько десятилетий в результате бурного открытия генов были выявлены сотни генов, вызывающих эпилепсию или связанных с ней. Тем не менее, патогенные механизмы не так хорошо изучены. Наша лаборатория изучает, как генетические изменения влияют на раннее развитие мозга и приводят к порокам развития мозга и эпилепсии — изнурительному заболеванию, характеризующемуся хроническими судорогами.

Генетические эпилепсии обычно изучаются с использованием животных моделей, включая мышей, рыбок данио, дрозофил и кроликов. Стволовые клетки человека в последнее время используются для моделирования генетической эпилепсии, поскольку методы дифференцировки стволовых клеток в нейроткани продвинулись вперед. С появлением органоидов мозга вы можете повторить структурные аспекты развития мозга.

Измерение электрофизиологической активности и определение биомаркеров активности, связанной с эпилепсией, из органоидов и ассамблоидов мозга является сложной задачей. Отчасти этот метод ограничен тем, что органоиды мозга не могут испытывать припадков, как у неповрежденного животного. Тем не менее, обнаружение электрофизиологических различий в этой модели in vitro и ответах на медикаментозное лечение может помочь определить патологические механизмы и терапевтические реакции при генетической эпилепсии.

Электрофизиологическая активность может быть оценена с помощью традиционных записей патч-лазания, локальных полевых записей с электродами и оптических методов, таких как кальциевая и магнитная томография памяти. Преимущество использования записи с помощью многоэлектродной матрицы заключается в том, что она позволяет одновременно записывать две записи и записывать из нескольких мест сборки.