Le laboratoire du professeur Wierenga utilise l’amplificateur microélectrodes MultiClamp 700B pour étudier les mécanismes moléculaires des synapses inhibitrices
ENTREPRISE/UNIVERSITÉ
Institut du cerveau Donders, cognition et comportement, Université Radboud, Nijmegen, Pays-Bas
MEMBRES DE L’ÉQUIPE
Prof. Dr Corette Wierenga, Dr Carlijn Peerboom, Ate Bijlsma, Lotte Herstel, Dr Bart Jongbloets, Zehra Kazmi, Dr Ségolène Bompierre
PRODUITS UTILISÉS
Amplificateur à microélectrodes MultiClamp 700B
Le défi
Le laboratoire du docteur Wierenga à l’institut Donders étudie la formation et la modulation des connexions cérébrales par le biais des signaux moléculaires et de l’activité neuronale. Il se concentre en particulier sur la compréhension des synapses inhibitrices, qui jouent un rôle essentiel dans le contrôle de l’activation des cellules cérébrales et dans leur traitement des informations. Ces synapses sont essentielles pour façonner les circuits neuronaux pendant le développement du cerveau et l’apprentissage. Divers troubles cérébraux, en particulier les troubles neurodéveloppementaux tels que l’autisme, ont été reliés à des défauts spécifiques au niveau des synapses inhibitrices. L’objectif principal de l’équipe est de découvrir les mécanismes moléculaires à l’origine de la formation et de la plasticité de ces synapses et de comprendre leur impact sur le traitement des informations dans le cerveau.
L’équipe effectue des enregistrements patch-clamp sur des cellules entières pour déterminer comment les modifications synaptiques affectent les courants inhibiteurs et comment l’excitabilité intrinsèque est influencée par des modifications dans les canaux ioniques. Elle réalise des enregistrements de cellules cérébrales individuelles et associe souvent des mesures d’électrophysiologie à des techniques avancées de microscopie pour suivre les modifications dans des cellules cérébrales vivantes au fil du temps. Ces expériences sont difficiles sur le plan technique et dépendent de façon cruciale d’enregistrements électrophysiologiques stables et fiables.
La solution
Pour mesurer les faibles courants générés par les synapses, l’équipe s’appuie sur l’amplificateur microélectrodes MultiClamp 700B. L’équipe du professeur Wierenga utilise la libération du glutamate par deux photons pour activer des synapses excitatrices individuelles et surveiller les molécules de signalisation intracellulaire telles que le calcium, le chlorure et l’AMPc/PKA à l’aide de biocapteurs. Le professeur Wierenga et son équipe intègrent avec succès l’électrophysiologie et la microscopie avancée depuis plus de dix ans.
- Cellule pyramidale CA1 remplie par la pipette d’un colorant fluorescent (rouge) qui révèle son arborisation dendritique. L’équipe étudie les interactions de cette cellule pyramidale excitatrice avec les neurones inhibiteurs environnants (en vert).
Amplificateurs Patch-Clamp Axon Instruments
Produits utilisés
La série d’amplificateurs Axon Instruments® offre des solutions de pointe pour toute la gamme d’expériences patch-clamp. Notre offre d’amplificateurs inclut Axopatch™ 200B pour les enregistrements de canaux uniques à faible bruit, MultiClamp™ 700B pour les mesures de courant en potentiel imposé de cellules entières (voltage-clamp) et les mesures de potentiel en courant imposé (current-clamp) à haute vitesse, et Axoclamp™ 900A pour les enregistrements voltage-clamp et current-clamp à deux électrodes.
Les résultats
Dans une étude récente, l’équipe a étudié les altérations des connexions synaptiques associées à des troubles neurodéveloppementaux (Peerboom et al., 2023). Pour simuler ces troubles, elle a utilisé une culture de coupes de cerveau pour induire un retard de développement ressemblant aux retards observés dans les affections neurodéveloppementales. Grâce à des enregistrements d’électrophysiologie, elle a suivi l’évolution du développement des connexions synaptiques et les propriétés de déclenchement des cellules cérébrales en développement dans ces coupes. Ces expériences apportent des informations précieuses sur la nature imbriquée des troubles neurodéveloppementaux, ce qui met en lumière leur complexité. Dans de futures études, l’équipe prévoit de renforcer le lien des altérations électrophysiologiques avec des changements comportementaux (Bijlsma et al., 2023) et des troubles neurodéveloppementaux spécifiques.