Дослідження впливу мікрополяризації на нервові клітини при моделюванні запального процесу in vitro
DOI:
https://doi.org/10.30978/UNZ2018269Ключові слова:
мікрополяризація (стимуляція слабким постійним струмом), культура гіпокампальних клітин, нейрозапалення, ліпополісахаридАнотація
Мета — вивчити функціональні зміни в культурі дисоційованих клітин гіпокампа під впливом мікрополяризації (МП) в умовах моделювання запального процесу in vitro.
Матеріали і методи. Експерименти проведено на дисоційованій культурі гіпокампа. Розроблено спеціальний пристрій для впливу МП на клітинні культури. Для моделювання запального процесу використовували ліпополісахарид (ЛПС). Оцінювали життєздатність та мітохондріальну активність культивованих клітин за допомогою лактатдегідрогеназного і МТС‑тестів відповідно.
Результати. Виявлено найефективнішу концентрацію ЛПС для моделювання запального процесу на культурі дисоційованих клітин гіпокампа. Оптимізовано режим тривалості МП, прийнятний для дослідження ефектів МП в експериментах in vitro при моделюванні процесу нейрозапалення. За допомогою лактатдегідрогеназного тесту встановлено, що при додаванні у культуральне середовище ЛПС у концентрації 10 мкг/мл життєздатність гіпокампальних клітин статистично значущо знижується. При дії МП (0,25 мкВ протягом 4 год) за наявності ЛПС показники життєздатності культивованих клітин залишалися високими. МТС‑тест показав, що МП суттєво підвищує мітохондріальну активність за нормальних умов і запобігає її зниженню за наявності ЛПС.
Висновки. Оптимізовано умови для дослідження МП в експериментах in vitro при моделюванні запального процесу нервової тканини. Встановлено, що МП активізує гіпокампальні клітини за нормальних умов і поліпшує їх життєздатність та функціональну активність за наявності ЛПС.
Посилання
Шелякин АМ, Пономаренко ГН. Микрополяризация мозга. Теоретические и практические аспекты. СПб: Балтика, 2006:224. Shelyakin AM, Ponomarenko GN Micropolarization of the brain. Theoretical and practical aspects (Russian). St.Petersburg: IPC «Baltic». 2006. 224c.
Decker T, Lohmann-Matthes ML. A quick and simple method for the quantitation of lactate dehydrogenase release in measurements of cellular cytotoxicity and tumor necrosis factor (TNF) activity. J Immunol Methods. 1988;115(1):61-69.
Elsner B, Kugler J, Pohl M, Mehrholz J. Transcranial direct current stimulation (tDCS) for idiopathic Parkinson’s disease. Cochrane Database Syst Rev. 2016;7. CD010916. doi: 10.1002/14651858.CD010916.pub2.
Grimaldi G, Argyropoulos GP, Bastian A et al. Cerebellar Transcranial Direct Current Stimulation (ctDCS): A novel approach to understanding cerebellar function in health and disease. Neuroscientist. 2016;22(1):83-97. doi:10.1177/1073858414559409.
Hordacre B, Moezzi B, Ridding MC. Neuroplasticity and network connectivity of the motor cortex following stroke: A transcranial direct current stimulation study. Hum Brain Mapp. 2018. doi: 10.1002/hbm.24079.
Jones KT, Stephens JA, Alam M et al. Longitudinal neurostimulation in older adults improves working memory. PLoS One. 2015;10(4). e0121904. doi: 10.1371/journal.pone.0121904. eCollection 2015.
Leffa DT, Bellaver B, Salvi AA et al. Transcranial direct current stimulation improves long-term memory deficits in an animal model of attention-deficit/hyperactivity disorder and modulates oxidative and inflammatory parameters. Brain Stimul. 2018. pii: S1935-861X (18)30102-5. doi:10.1016/j.brs.2018.04.001.
Maar T, Rønn L, Bock E et al. Characterization of microwell cultures of dissociated brain tissue for studies of cell-cell interaction. J Neurosci Res. 1997;47(2):163-172.
Martin DM, Moffa A, Nikolin S et al. Cognitive effects of transcranial direct current stimulation treatment in patients with major depressive disorder: An individual patient data meta-analysis of randomised, sham-controlled trials. Neurosci Biobehav Rev. 2018;90:137-145. doi:10.1016/j.neubiorev.2018.04.008.
Parkin BL, Bhandari M, Glen JC, Walsh V. The physiological effects of transcranial electrical stimulation do not apply to parameters commonly used in studies of cognitive neuromodulation. Neuropsychologia. 2018. pii: S0028-3932 (18)30123-4. doi:10.1016/j.neuropsychologia.2018.03.030.
Pelletier SJ, Cicchetti F. Cellular and molecular mechanisms of action of transcranial direct current stimulation: evidence from in vitro and in vivo models. Int J Neuropsychopharmacol. 2015;18(2). doi:10.1093/ijnp/pyu047.
Pelletier SJ, Lagacé M, St-Amour I et al. The morphological and molecular changes of brain cells exposed to direct current electric field stimulation. Int J Neuropsychopharmacol. 2014;18(5):1-13. doi: 10.1093/ijnp/pyu090.
Richmond L, Wolk D, Chein J, Olson I. transcranial direct current stimulation enhances verbal working memory training performance over time and near-transfer outcomes. Journal of Cognitive Neuroscience. 2014;26 (11):2443-2454. doi: 10.1162/jocn_a_00657.
Spezia Adachi LN, Caumo W, Laste G et al. Reversal of chronic stress-induced pain by transcranial direct current stimulation (tDCS) in an animal model. Brain Res. 2012;N 1489:17-26. doi: 10.1016/j.brainres.2012.10.009.
Yavari F, Jamil A, Mosayebi Samani M et al. Basic and functional effects of transcranial Electrical Stimulation (tES)-An introduction. Neurosci Biobehav Rev. 2018;85:81-92. doi: 10.1016/j.neubiorev.2017.06.015.
