Réponse de neurones in-vitro au glutamate

Bonjour,

Juste un petit résultat d'une manip qui marche pas mal au labo. Pour rappel je travaille à essayer de développer un processeur vivant en utilisant des neurones. Pour cela on réalise des organoides cérébraux de plusieurs milliers de neurones avec lesquels on communique par des électrodes.

Ici, on s'intéresse à la réponse au glutamate, un des principaux neurotransmetteurs, qui anecdoctiquement peut se manger et nous avons des récepteurs gustatifs spécifique pour le percevoir, ce qui est singulier car on a peu de types différents de récepteurs.

La molécule c'est ca:

Nous on s'intéresse à pouvoir la libérer dans le milieu de culture (et donc sur les neurones) à un instant précis, pour cela on utilise un mécanisme de "cage moléculaire", le glutamate est accroché à une autre molécule qui le rend inactif, et l'on est capable de séparer ces 2 molécules avec une lumiére dans la longueur d'onde ultra-violet.

Voilà les molécules accrochées:

Les courbes ci-dessous montrent l'activité enregistrée par 6 électrodes pendant 1 seconde, l'échelle verticale est de +/- 100 micro volts (bah les neurones c'est pas puissant...).

On peut voir un signal synchronisé qui est l'effet d'une impulsion de lumière UV, cette dernière a libéré le glutamate qui a activé les récepteurs post synaptiques qui ont déclenché des potentiels d'actions des neurones correspondants, potentiels mesurés par nos électrodes. En bref, ca marche! Maintenant reste à voir comment on peut modifier le réseau biologique avec ca pour que notre processeur fonctionne, et là il y a encore un peu de boulot...

il y a 14 minutes, SpookyTheFirst a dit :

Bonjour,

Juste un petit résultat d'une manip qui marche pas mal au labo. Pour rappel je travaille à essayer de développer un processeur vivant en utilisant des neurones. Pour cela on réalise des organoides cérébraux de plusieurs milliers de neurones avec lesquels on communique par des électrodes.

Ici, on s'intéresse à la réponse au glutamate, un des principaux neurotransmetteurs, qui anecdoctiquement peut se manger et nous avons des récepteurs gustatifs spécifique pour le percevoir, ce qui est singulier car on a peu de types différents de récepteurs.

La molécule c'est ca:

Nous on s'intéresse à pouvoir la libérer dans le milieu de culture (et donc sur les neurones) à un instant précis, pour cela on utilise un mécanisme de "cage moléculaire", le glutamate est accroché à une autre molécule qui le rend inactif, et l'on est capable de séparer ces 2 molécules avec une lumiére dans la longueur d'onde ultra-violet.

Voilà les molécules accrochées:

Les courbes ci-dessous montrent l'activité enregistrée par 6 électrodes pendant 1 seconde, l'échelle verticale est de +/- 100 micro volts (bah les neurones c'est pas puissant...).

On peut voir un signal synchronisé qui est l'effet d'une impulsion de lumière UV, cette dernière a libéré le glutamate qui a activé les récepteurs post synaptiques qui ont déclenché des potentiels d'actions des neurones correspondants, potentiels mesurés par nos électrodes. En bref, ca marche! Maintenant reste à voir comment on peut modifier le réseau biologique avec ca pour que notre processeur fonctionne, et là il y a encore un peu de boulot...

 

La symetrie organique parle de diffusion biogénique ..alteration ou non dans les neurones .Point d'impact naturel

il y a 30 minutes, Ptitissus a dit :

La symetrie organique parle de diffusion biogénique ..alteration ou non dans les neurones .Point d'impact naturel

Lien peri fonctionnelle et diffusion anatomique..Dissoudre la pensée sous mesure exo pratique stimulée

il y a une heure, SpookyTheFirst a dit :

En bref, ca marche! Maintenant reste à voir comment on peut modifier le réseau biologique avec ca pour que notre processeur fonctionne, et là il y a encore un peu de boulot...

Oui , il y a encore du travail. La molécule d'acide glutamique possède à la fois deux fonctions acide carboxylique et une fonction amine. Il faudrait savoir si les impulsions observées sont dues à des modifications de pH ou à des interactions croisées entre fonction amine de l'un et fonction acide d'un autre acide glutamique ! Dans ce dernier cas ce n'est plus de la pHmétrie mais la formation d'un peptide. En fait ce qu'il  faut savoir c'est si marche mieux sans la "cage moléculaire" que vous fixez avant à l'acide glutamique. Il me semblait que ce neurotransmetteur est associé à une petite protéine fatalement plus complexe.

il y a 10 minutes, Répy a dit :

Oui , il y a encore du travail. La molécule d'acide glutamique possède à la fois deux fonctions acide carboxylique et une fonction amine. Il faudrait savoir si les impulsions observées sont dues à des modifications de pH ou à des interactions croisées entre fonction amine de l'un et fonction acide d'un autre acide glutamique ! Dans ce dernier cas ce n'est plus de la pHmétrie mais la formation d'un peptide. En fait ce qu'il  faut savoir c'est si marche mieux sans la "cage moléculaire" que vous fixez avant à l'acide glutamique. Il me semblait que ce neurotransmetteur est associé à une petite protéine fatalement plus complexe.

Oui, bien vu pour la modification de pH, par contre la réponse se produit en en moins 100ms, je ne sais pas si c'est possible dans ce laps de temps. On a testé bien d'autres hypothéses avant d'attributer cette réponse au glutamate, par exemple l'UV a aussi un impact sur le milieu de culture lui-meme au niveau moléculaire, d'autre part les neurones sont susceptibles d'être aussi sensibles aux rayonnement UV, etc...

La fonction du glutamate dans le déclenchement des potentiels d'actions est bien connu dans la littérature, je ne comprends pas comment les intéractions croisées que tu évoque pourraient les provoquer (note que j'ai toujours été nul en chimie!).

Sans la cage, il ne se passe rien (on a testé) lors du pulse. Je ne comprends pas pourquoi tu suggére que ce neurotransmetteur serait associé à une protéine (bon forcément il déclenche une cascade d'évènements suite à l'entrée du Calcium et autres par les canaux ioniques, qui finissent inévitablement par l'expression de gènes puis de protéines).

il y a 18 minutes, SpookyTheFirst a dit :

Oui, bien vu pour la modification de pH, par contre la réponse se produit en en moins 100ms, je ne sais pas si c'est possible dans ce laps de temps. On a testé bien d'autres hypothéses avant d'attributer cette réponse au glutamate, par exemple l'UV a aussi un impact sur le milieu de culture lui-meme au niveau moléculaire, d'autre part les neurones sont susceptibles d'être aussi sensibles aux rayonnement UV, etc...

La fonction du glutamate dans le déclenchement des potentiels d'actions est bien connu dans la littérature, je ne comprends pas comment les intéractions croisées que tu évoque pourraient les provoquer (note que j'ai toujours été nul en chimie!).

Sans la cage, il ne se passe rien (on a testé) lors du pulse. Je ne comprends pas pourquoi tu suggére que ce neurotransmetteur serait associé à une protéine (bon forcément il déclenche une cascade d'évènements suite à l'entrée du Calcium et autres par les canaux ioniques, qui finissent inévitablement par l'expression de gènes puis de protéines).

Pour la durée, il ne faut pas s'étonner, les molécules se déplacent à la vitesse d'une balle de fusil d'assault disons 1000 m/s. Aussi, la distance inter moléculaire est franchie en quelque pico ou nanosecondes. Donc la réponse en tension électrique arrive en quelques microsecondes ou moins en fait la réponse de l'afficheurs est beaucoup plus longue à paraître !

bonjour,

sans entrer dans ce débat d'experts , je dirai une chose ... le glutamate , bien présent dans la cuisine chinoise, a souvent été considéré comme addictif, c'est donc qu'il y avait une réponse du cerveau à sa consommation ( comme les drogues ) .

bonne journée et bon travail .

Il y a 3 heures, pic et repic a dit :

sans entrer dans ce débat d'experts , je dirai une chose ... le glutamate , bien présent dans la cuisine chinoise, a souvent été considéré comme addictif, c'est donc qu'il y avait une réponse du cerveau à sa consommation ( comme les drogues ) .

le glutamate des neuro transmetteurs entre synapses, est sans doute différent de la molécule chimique utilisée comme exhausteur de goût dans certaines cuisines en particulier la cuisine asiatique. La différence est sans doute liée à la complexité. En effet en chimie biologique l'efficacité d'une molécule est renforcée par sa bonne forme et sa bonne position. Pour renforcer ces deux critères, les molécules-clé sont "coincées" dans une petite protéine qui assume ces critères géométriques afin de rendre la réaction plus probable et plus rapide.

il y a 36 minutes, Répy a dit :

le glutamate des neuro transmetteurs entre synapses, est sans doute différent de la molécule chimique utilisée comme exhausteur de goût dans certaines cuisines en particulier la cuisine asiatique. La différence est sans doute liée à la complexité. En effet en chimie biologique l'efficacité d'une molécule est renforcée par sa bonne forme et sa bonne position. Pour renforcer ces deux critères, les molécules-clé sont "coincées" dans une petite protéine qui assume ces critères géométriques afin de rendre la réaction plus probable et plus rapide.

Je suis très mauvais en chimie mais à ma connaissance, c’est le même sous sa forme ionique avec son copain sodium. Il semblerait que les problèmes de conformation que tu évoque sont plus le fait de protéines. Mais bon, j’accepte par avance toute correction, je suis un étudiant éternel …

https://fr.wikipedia.org/wiki/Glutamate_monosodique

il y a 1 minute, SpookyTheFirst a dit :

Je suis très mauvais en chimie mais à ma connaissance, c’est le même sous sa forme ionique avec son copain sodium. Il semblait que les problèmes de conformation que tu évoque sont le plus le fait de protéines. Mais bon, j’accepte par avance toute correction, je suis un étudiant éternel …

 

https://fr.wikipedia.org/wiki/Glutamate_monosodique

Dans la synapse, le glutamate est secrété par un bourgeon d'un neurone mais en face sur le bourgeon de l'autre neurone, il doit y avoir un récepteur adapté de façon que les deux fonctionnent comme la "fiche dans sa prise".

J'ignore quelle fonction chimique ou stéréochimique est utilisée : fonction acido-basique entre COO- ou affinité peptidique entre l'extrémité acide aminé ( NH²-C-COOH) de l'acide glutamique.

Au point de vue vitesse de réaction c'est à peu près la même.

Moi par contre mes neurones ont du mal là 

Il y a 7 heures, pic et repic a dit :

bonjour,

sans entrer dans ce débat d'experts , je dirai une chose ... le glutamate , bien présent dans la cuisine chinoise, a souvent été considéré comme addictif, c'est donc qu'il y avait une réponse du cerveau à sa consommation ( comme les drogues ) .

bonne journée et bon travail .

Le glutamate est un ingrédient ajoutée dans certains aliments pour exhaler le gout.

Cet acide aminé a aussi d'autres fonctions et vertus.

Il y a 3 heures, SpookyTheFirst a dit :

Je suis très mauvais en chimie mais à ma connaissance, c’est le même sous sa forme ionique avec son copain sodium. Il semblerait que les problèmes de conformation que tu évoque sont plus le fait de protéines. Mais bon, j’accepte par avance toute correction, je suis un étudiant éternel …

 

https://fr.wikipedia.org/wiki/Glutamate_monosodique

J'avais une question et je suis content de te voir, là ! 

Ceci dit je comprends seulement le principe de vos expériences qui étudient la réaction des neurones à telle ou telle substance... J'avais vu une fois que tu parlais (il me semble) de la reproduction de neurones qui vous savez faire. 

Mai voilà ma question : un neurone, c'est bien une cellule vivante. Qui a son patrimoine génétique. (Je crois mais peut-être je me trompe ?) Il n'existe pas un neurone universel toujours le même mais tel ou tel neurone. Mes neurones, tes neurones un neurone de chat de chien de lézard ou de fourmi . Dans quelle mesure leurs réactions seront forcément semblables dans tel ou tel cas ? 

Sans parler des neurones de l'intestin et ceux du cerveau qui peuvent être différents ?... 

Les neurones que vous étudiez  que vous expérimentez  sont des neurones de quel animal au départ ?

Il y a 5 heures, Engardin a dit :

J'avais une question et je suis content de te voir, là ! 

Ceci dit je comprends seulement le principe de vos expériences qui étudient la réaction des neurones à telle ou telle substance... J'avais vu une fois que tu parlais (il me semble) de la reproduction de neurones qui vous savez faire. 

Mai voilà ma question : un neurone, c'est bien une cellule vivante. Qui a son patrimoine génétique. (Je crois mais peut-être je me trompe ?) Il n'existe pas un neurone universel toujours le même mais tel ou tel neurone. Mes neurones, tes neurones un neurone de chat de chien de lézard ou de fourmi . Dans quelle mesure leurs réactions seront forcément semblables dans tel ou tel cas ? 

Sans parler des neurones de l'intestin et ceux du cerveau qui peuvent être différents ?... 

Les neurones que vous étudiez  que vous expérimentez  sont des neurones de quel animal au départ ?

 

On utilise presque exclusivement des neurones humains, et on les différencie de manière à reproduire ceux de différentes zones du cerveau. Ensuite il est vrai que l’on travaille avec très peu de lignées cellulaires, c’est à dire des cellules souches obtenus de cellules de peau de quelques donneurs (qui ont donné des cellules de peau utilisées désormais un peu partout en recherche), et c’est vrai que l’on peut s’attendre à une variabilité des résultats car comme tu le dis les ADN sont différents. J’ai pensé utiliser mes propres cellules mais c’est un peu dangereux car je travaille au labo moi-même et mon système immunitaire n’est pas conçu pour les rejeter.

Il y a 16 heures, Pierrot89 a dit :

Le glutamate est un ingrédient ajoutée dans certains aliments pour exhaler le gout.

bonjour,

et il a été dit qu'il rendait "un peu accroc" !

bonne journée.

Le 01/02/2025 à 19:43, Ptitissus a dit :

Le 03/02/2025 à 08:26, pic et repic a dit :

bonjour,

et il a été dit qu'il rendait "un peu accroc" !

bonne journée.

 

Bombe!Sous le fer agglomération statique ,la plume ne brûle pas ...Contorsionniste abile le vert sur la terre accomplit un paysage allienatif ,picment dans un verre d'eau

il y a 18 minutes, Ptitissus a dit :

Bombe!Sous le fer agglomération statique ,la plume ne brûle pas ...Contorsionniste abile le vert sur la terre accomplit un paysage allienatif ,picment dans un verre d'eau

Lumière et ciment,intriquées

Le 02/02/2025 à 15:25, Pierrot89 a dit :

Le glutamate est un ingrédient ajoutée dans certains aliments pour exhaler le gout.

Cet acide aminé a aussi d'autres fonctions et vertus.

 

 

Exhauster?

Il y a 16 heures, Ptitissus a dit :

Bombe!Sous le fer agglomération statique ,la plume ne brûle pas ...Contorsionniste abile le vert sur la terre accomplit un paysage allienatif ,picment dans un verre d'eau

bonjour,

n'auriez vous pas un peu "abusé" de ce fameux glutamate utilisé comme exhausteur de goût dans les préparations culinaires ( et qui serait un chouia toxique pour notre encéphale ) ?

bonne journée.

Le 04/02/2025 à 14:45, Ptitissus a dit :

Bombe!Sous le fer agglomération statique ,la plume ne brûle pas ...Contorsionniste abile le vert sur la terre accomplit un paysage allienatif ,picment dans un verre d'eau

Quelqu'un pourrait-il traduire ?