Il laboratorio Wierenga utilizza l’amplificatore a microelettrodi MultiClamp 700B per studiare i meccanismi molecolari delle sinapsi inibitorie
AZIENDA/UNIVERSITÀ
Donders Institute for Brain, Cognition and Behaviour, Radboud University, Nijmegen, Paesi bassi
MEMBRI DEL TEAM
Prof.ssa Dott.ssa Corette Wierenga, Dott. Carlijn Peerboom, Ate Bijlsma, Lotte Herstel, Dott. Bart Jongbloets, Zehra Kazmi, Dott.ssa Ségolène Bompierre
PRODOTTI UTILIZZATI
Amplificatore per microelettrodi MultiClamp 700B
La sfida
Il laboratorio della Dott.ssa Wierenga presso il Donders Institute si occupa di studiare la formazione e la modulazione delle connessioni cerebrali attraverso i segnali molecolari e l’attività neuronale. I loro studi sono incentrati in particolare sulla comprensione delle sinapsi inibitorie, che svolgono un ruolo fondamentale nel controllare l’attivazione e l’elaborazione delle informazioni delle cellule cerebrali. Queste sinapsi sono fondamentali per modellare i circuiti neurali durante lo sviluppo del cervello e l’apprendimento. Diversi disturbi cerebrali, in particolare quelli del neurosviluppo come l’autismo, sono stati collegati a difetti specifici delle sinapsi inibitorie. L’obiettivo principale del team è scoprire i meccanismi molecolari alla base della formazione e della plasticità di queste sinapsi e comprendere il loro impatto sull’elaborazione delle informazioni nel cervello.
Il team esegue registrazioni in patch-clamp a cellule intere per determinare come i cambiamenti sinaptici influenzino le correnti inibitorie e come l’eccitabilità intrinseca sia influenzata dai cambiamenti nei canali ionici. Eseguono registrazioni da singole cellule cerebrali e spesso combinano le misurazioni elettrofisiologiche con tecniche avanzate di microscopia, seguendo i cambiamenti delle cellule cerebrali vive nel tempo. Questi esperimenti sono tecnicamente impegnativi e dipendono in modo critico da registrazioni elettrofisiologiche stabili e affidabili.
La soluzione
Per misurare le piccole correnti generate dalle sinapsi, il team si affida all’amplificatore a microelettrodi MultiClamp 700B. Il team di Wierenga ha eseguito l’uncaging del glutammato a due fotoni per attivare singole sinapsi eccitatorie e sta utilizzando biosensori per monitorare le molecole di trasduzione del segnale intracellulare come calcio, cloruro e cAMP/PKA. La Prof.ssa Wierenga e il suo team hanno integrato con successo l’elettrofisiologia e la microscopia avanzata per oltre un decennio.
- Cellula piramidale CA1 riempita con un colorante fluorescente (rosso) attraverso la pipetta patch, rivelando il suo albero dendritico. Il team esamina le interazioni di questa cellula piramidale eccitatoria con i neuroni inibitori circostanti (verde).
Amplificatori per patch-clamp Axon Instruments
Prodotti utilizzati
La serie di amplificatori Axon Instruments® offre le migliori soluzioni per l’intera varietà di esperimenti di patch-clamp. La gamma di amplificatori include l’Axopatch™ 200B per registrazioni di singoli canali a rumore ultra basso, il MultiClamp™ 700B per registrazioni in voltage-clamp su cellula intera e registrazioni in current-clamp ad alta velocità e l’Axoclamp™ 900A per registrazioni in current-clamp e in voltage-clamp a due elettrodi.
I risultati
In uno studio recente, il personale dello studio ha esaminato le alterazioni delle connessioni sinaptiche associate ai disturbi del neurosviluppo (Peerboom et al., 2023). Per simulare questi disturbi, hanno indotto un ritardo nello sviluppo di sezioni di cervello in coltura, che assomigliava ai ritardi osservati nelle patologie del neurosviluppo. Attraverso registrazioni elettrofisiologiche, hanno seguito il progresso dello sviluppo delle connessioni sinaptiche e le proprietà di attivazione delle cellule cerebrali in via di sviluppo all’interno di queste sezioni. Questi esperimenti forniscono preziose indicazioni sulla natura intricata dei disturbi del neurosviluppo, facendo luce sulla loro complessità. In studi futuri, si prevede di rafforzare il legame delle alterazioni elettrofisiologiche con specifici cambiamenti comportamentali (Bijlsma et al., 2023) e con i disturbi del neurosviluppo.