Neurodegenerácia a elektrická aktivita: analýza metódou multielectrode array

LIŠČÁKOVÁ, Barbora, Andrijana ANGELOVSKI, Olga ŠVECOVÁ, Hana HŘÍBKOVÁ, Jiří SEDMÍK, Dáša BOHAČIAKOVÁ, Petr KLIMEŠ, Martina KOLAJOVÁ, Milan BRÁZDIL a Markéta BÉBAROVÁ. Neurodegenerácia a elektrická aktivita: analýza metódou multielectrode array. In 99. Fyziologické dny. 2024.

Základní údaje

• Originální název: Neurodegenerácia a elektrická aktivita: analýza metódou multielectrode array
• Název anglicky: Neurodegeneration and electrical activity: analysis using multielectrode array technique
• Autoři: LIŠČÁKOVÁ, Barbora (703 Slovensko, domácí), Andrijana ANGELOVSKI (688 Srbsko, domácí), Olga ŠVECOVÁ (203 Česká republika), Hana HŘÍBKOVÁ (203 Česká republika, domácí), Jiří SEDMÍK (203 Česká republika, domácí), Dáša BOHAČIAKOVÁ (703 Slovensko, domácí), Petr KLIMEŠ (203 Česká republika), Martina KOLAJOVÁ (203 Česká republika), Milan BRÁZDIL (203 Česká republika, domácí) a Markéta BÉBAROVÁ (203 Česká republika, garant, domácí).
• Vydání: 99. Fyziologické dny, 2024.

Další údaje

• Originální jazyk: slovenština
• Typ výsledku: Konferenční abstrakt
• Obor: 30210 Clinical neurology
• Stát vydavatele: Slovensko
• Utajení: není předmětem státního či obchodního tajemství
• Organizační jednotka: Lékařská fakulta
• Klíčová slova česky: neurodegenerácia; elektrická aktivita; cerebrálny organoid
• Klíčová slova anglicky: neurodegeneration; electrical activity; cerebral organoid

Anotace

Úvod: Epilepsia temporálneho laloku je závažný neurologický stav spojený s neurodegeneráciou a so zmenami v excitabilite. Keďže zvýšené hladiny niektorých proteínov asociovaných s neurodegeneráciou, napríklad kauzálnych proteínov Alzheimerovej choroby (AD), sú spojené so zvýšeným rizikom epileptických záchvatov, predstavuje tkanivo s potenciálom vývoja AD vhodný model pre skúmanie excitačných zmien pri vývoji epilepsie. Metodika: Pre in vitro analýzu elektrickej aktivity a jej zmien v prítomnosti neurodegenerácie boli využité cerebrálne organoidy diferencované z indukovaných pluripotentných buniek pacienta s familiárnou formou AD (nAD = 5) a ze zdravého kontrolního jedince (nWT = 5). Elektrická aktivita bola zaznamenávaná prostredníctvom techniky multielectrode array v diferenciačných dňoch D72 až D139 (37 °C). Následne prebehla analýza záznamu v 5.-15. min, a to detekcia tzv. burstov (skupiny hrotových výbojov nasledujúcich po sebe v krátkom časovom intervale) a štatistická analýza dát (medián, Mann-Whitney test). Výsledky: U AD organoidov bolo u niektorých parametrov zachytené zvýšenie burst aktivity v porovnaní so zdravou kontrolou. Signifikantný rozdiel bol zaznamenaný v počte aktívnych elektród (D100, D105, D107, D114, P < 0,05, napr. D105: WT 1,7 vs. AD 17,0 %), priemernom trvaní burstu (D118: WT 153,3 vs. AD 390,5 ms, P < 0,05), počte burstov (D105: WT 9,5 vs. AD 41,0, P < 0,05) a počte spikov v burste (D114: WT 7,0 vs. AD 13,0, P < 0,05). Záver: Pozorovaný nárast elektrickej aktivity poukazuje na možné zvýšenie excitability v neurálnom tkanive postihnutého neurodegeneráciou.

Anotace anglicky

Introduction: Temporal lobe epilepsy is a serious neurological condition associated with neurodegeneration and changes in excitability. Since increased levels of some proteins associated with neurodegeneration, for example the causal proteins of Alzheimer's disease (AD), are associated with an increased risk of epileptic seizures, tissue with the potential to develop AD represents a suitable model for investigating excitatory changes in the development of epilepsy. Methodology: For in vitro analysis of electrical activity and its changes in the presence of neurodegeneration, cerebral organoids differentiated from induced pluripotent cells of a patient with a familial form of AD (nAD = 5) and from a healthy control individual (nWT = 5) were used. Electrical activity was recorded using the multielectrode array technique on differentiation days D72 to D139 (37°C). Subsequently, the analysis of the record took place in 5.-15. min, namely the detection of so-called bursts (groups of spike discharges following each other in a short time interval) and statistical data analysis (median, Mann-Whitney test). Results: An increase in burst activity was detected in some parameters in AD organoids compared to healthy controls. A significant difference was noted in the number of active electrodes (D100, D105, D107, D114, P < 0.05, e.g. D105: WT 1.7 vs. AD 17.0%), average burst duration (D118: WT 153, 3 vs. AD 390.5 ms, P < 0.05), number of bursts (D105: WT 9.5 vs. AD 41.0, P < 0.05) and number of spikes in a burst (D114: WT 7 .0 vs. AD 13.0, P < 0.05). Conclusion: The observed increase in electrical activity points to a possible increase in excitability in neural tissue affected by neurodegeneration.

Návaznosti

• GA24-12028S, projekt VaV: Název: Atlas Alzheimerovy choroby: Mapování vývoje demence u cerebrálních organoidů pomocí single-cell transkriptomiky

Investor: Grantová agentura ČR, Atlas Alzheimerovy choroby: Mapování vývoje demence u cerebrálních organoidů pomocí single-cell transkriptomiky

• LX22NPO5107, projekt VaV: Název: Národní ústav pro neurologický výzkum

Investor: Ministerstvo školství, mládeže a tělovýchovy ČR, Národní ústav pro neurologický výzkum, 5.1 EXCELES

• MUNI/A/1343/2022, interní kód MU: Název: Zátěže kardiovaskulárního systému od A po Z

Investor: Masarykova univerzita, Zátěže kardiovaskulárního systému od A po Z

• MUNI/A/1547/2023, interní kód MU: Název: Analýza (dys)funkce: od molekul k živému organismu

Investor: Masarykova univerzita, Analýza (dys)funkce: od molekul k živému organismu

• NU22-04-00366, projekt VaV: Název: Role neurodegenerace v patogenezi, manifestaci a prognóze MTLE/HS - in vivo, ex vivo a in vitro perspektiva

Investor: Ministerstvo zdravotnictví ČR, Role neurodegenerace v patogenezi, manifestaci a prognóze MTLE/HS - in vivo, ex vivo a in vitro perspektiva, Podprogram 1 - standardní