Ingeniería de un modelo nervioso retinotalámico in vitro

Entender la vía retinogéniculada in vitro puede ofrecer información sobre su desarrollo y potencial para futuras aplicaciones terapéuticas. Este estudio presenta un sistema de dos cámaras basado en Polidimetilsiloxano con canales de guiado de axones, diseñado para replicar la transmisión de señales retinogéniculadas unidireccional in vitro. Utilizando retinas embrionarias de rata, desarrollamos un modelo donde los esferoides retinianos inervan objetivos talámicos a través de canales microfluídicos de hasta 6 mm de largo. Usando una combinación de estimulación eléctrica y captura funcional de calcio, evaluamos cómo la longitud del canal y la frecuencia de estimulación eléctrica afectan la respuesta del objetivo talámico. En el modelo presentado, integramos hasta 20 redes neuronales retinotalámicas funcionales idénticas alineadas en una única matriz de microelectrodos transparente, mejorando la robustez y calidad de los datos funcionales registrados. Encontramos que la integridad de la red depende de la longitud del canal, siendo los canales de 0.5 a 2 mm capaces de mantener más del 90% de integridad morfológica y 50% de integridad funcional. Se registró una reducción en la integridad de la red en canales más largos. Los resultados indican una notable reducción en la propagación de picos hacia adelante en canales de más de 4 mm. Además, la fidelidad de conducción de espigas disminuyó con el aumento de la longitud del canal. Sin embargo, la actividad del objetivo talámico inducida por estimulación permaneció inalterada por la longitud del canal. Finalmente, el estudio encontró que una respuesta de calcio talámico sostenida podría ser provocada con frecuencias de estimulación de hasta 31 Hz, con frecuencias más altas conduciendo a respuestas transitorias. En conclusión, este estudio presenta una plataforma de alto rendimiento que demuestra cómo la longitud del canal afecta la formación de redes de la retina al cerebro y la transmisión de señales in vitro.