Změny neuronální elektrické aktivity pod vlivem glutamátu a snížené exprese miR-142-5p

POLEDŇÁKOVÁ, Anna, Zita GOLIÁŠOVÁ, Olga ŠVECOVÁ, Martin KRÁL, Milan BRÁZDIL and Markéta BÉBAROVÁ. Změny neuronální elektrické aktivity pod vlivem glutamátu a snížené exprese miR-142-5p (Changes of neuronal electrical activity under the effect of glutamate and lower expression of miR-142-5p). In 99. Fyziologické dny. 2024.

Basic information

• Original name: Změny neuronální elektrické aktivity pod vlivem glutamátu a snížené exprese miR-142-5p
• Name (in English): Changes of neuronal electrical activity under the effect of glutamate and lower expression of miR-142-5p
• Authors: POLEDŇÁKOVÁ, Anna (203 Czech Republic, belonging to the institution), Zita GOLIÁŠOVÁ (203 Czech Republic), Olga ŠVECOVÁ (203 Czech Republic, belonging to the institution), Martin KRÁL (203 Czech Republic, belonging to the institution), Milan BRÁZDIL (203 Czech Republic, belonging to the institution) and Markéta BÉBAROVÁ (203 Czech Republic, guarantor, belonging to the institution).
• Edition: 99. Fyziologické dny, 2024.

Other information

• Original language: Czech
• Type of outcome: Conference abstract
• Field of Study: 30210 Clinical neurology
• Country of publisher: Slovakia
• Confidentiality degree: is not subject to a state or trade secret
• Organization unit: Faculty of Medicine
• Keywords (in Czech): epilepsie; miRNA; miR-142-5p; antagomir; glutamát; hipokampální neurony
• Keywords in English: epilepsy; miRNA; miR-142-5p; antagomir; glutamate; hippocampal neurons

Abstract

Úvod: Glutamát, hlavní excitační neurotransmiter v CNS, může být dle některých studií využit k navození epilepsie in vitro. Do rozvoje epilepsie rovněž zasahují změny exprese některých miRNA včetně miR-142-5p, což z nich činí možný terapeutický cíl. Cílem tohoto pilotního projektu bylo zhodnotit účinek specifického inhibitoru (antagomiru) proti miR-142-5p na neuronální aktivitu, ať už spontánní či navýšenou prostřednictvím glutamátu. Metodika: Měření elektrické aktivity hipokampálních neuronů izolovaných z neonatálních potkanů jsme prováděli pomocí techniky multielectrode array (MEA) od 7. dne in vitro (DIV) při vzorkovací frekvenci 25 kHz. DIV 13 byl do vybrané skupiny MEA čipů aplikován 10 μM glutamát (10-min aplikace s následným výplachem) a 6 dnů před plánovaným ukončením snímání jsme aplikovali 30 nM antagomir pro snížení exprese miR-142-5p (následuje měření 1., 2. a 5. den po jeho aplikaci). Analyzované parametry zahrnují frekvenci hrotových potenciálů (spiků) a počet aktivních elektrod. Výsledky: Během kultivace došlo k signifikantnímu nárůstu frekvence spiků i počtu aktivních elektrod jak u kontrolních MEA čipů, tak u čipů s přechodnou aplikací glutamátu (n=7, P0,05, resp. n=8, P0,01), avšak nebyl patrný rozdíl mezi kontrolou a glutamátem. Frekvence spiků po aplikaci 30 nM antagomiru vykazovala nesignifikantní sestupný trend, zatímco u kontrol nebyl obdobný pokles patrný; počet aktivních elektrod byl stabilní. Závěr: Dle našich dosavadních dat nelze přechodnou aplikaci glutamátu využít jako model epilepsie in vitro. Pilotní data poukazují na možný inhibiční vliv antagomiru proti miR-142-5p na spontánní elektrickou aktivitu neuronů. Pokud toto potvrdí i finální data, bude možné zvážit snížení exprese této miRNA jako alternativní léčbu farmakorezistentní epilepsie.

Abstract (in English)

Introduction: Glutamate, the main excitatory neurotransmitter in the CNS, can be used to induce epilepsy in vitro according to some studies. Changes in the expression of some miRNAs, including miR-142-5p, are also involved in the development of epilepsy, making them a possible therapeutic target. The aim of this pilot project was to evaluate the effect of a specific inhibitor (antagomir) against miR-142-5p on neuronal activity, whether spontaneous or increased by glutamate. Methodology: We measured the electrical activity of hippocampal neurons isolated from neonatal rats using the multielectrode array (MEA) technique from day 7 in vitro (DIV) at a sampling frequency of 25 kHz. On DIV 13, 10 μM glutamate was applied to the selected group of MEA chips (10-min application followed by washing), and 6 days before the planned end of imaging, we applied 30 nM antagomir to reduce the expression of miR-142-5p (followed by measurements 1, 2 and 5th day after its application). Analyzed parameters include the frequency of spike potentials (spikes) and the number of active electrodes. Results: During cultivation, there was a significant increase in the frequency of spikes and the number of active electrodes both in control MEA chips and in chips with transient application of glutamate (n=7, P0.05, respectively n=8, P0.01) , but no difference was apparent between control and glutamate. Spike frequency after application of 30 nM antagomir showed a non-significant downward trend, whereas no similar decrease was evident in controls; the number of active electrodes was stable. Conclusion: According to our data so far, the transient application of glutamate cannot be used as a model of epilepsy in vitro. Pilot data point to a possible inhibitory effect of an antagomir against miR-142-5p on the spontaneous electrical activity of neurons. If this is confirmed by the final data, it will be possible to consider reducing the expression of this miRNA as an alternative treatment for drug-resistant epilepsy.

Links

• GA23-05274S, research and development project: Name: Terapeutická modulace exprese miRNA u epilepsie: dopad na excitabilitu a jiné procesy v mozku

Investor: Czech Science Foundation, Therapeutic miRNA targeting in epilepsy impact on excitability and beyond

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

Investor: Masaryk University, Loads on the cardiovascular system from A to Z

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

Investor: Masaryk University, Analysis of (dys)function: from molecules to the living organism