As lesões do sistema nervoso central do adulto (SNC) podem levar à incapacidade permanente devido a múltiplos mecanismos que limitam o crescimento do crescimento axonal ¹ . Após a lesão, muitos axônios do SNC não formam um novo cone de crescimento e não conseguem montar uma resposta regenerativa efetiva ² . Além disso, danos e tecido cicatricial que envolvem lesões do SNC inibem significativamente o crescimento axonal ^{1 , 2 , 3} . As terapias atuais para promover a regeneração do SNC após a lesão se concentraram no aumento do potencial de crescimento intrínseco do neurônio lesado e no encobrimento dos inibidores da extensão axonal associada aos detritos de mielina e à cicatriz glial ^{1 , 3} . Apesar disso, a capacidade de regenerar axônios longos para alvos distantes e formar sinapses funcionais adequadas permanece severamente limitada ^{4 ,} </suP> ^{5 , 6 , 7} .

No presente trabalho, micrometras, micromanipulação de pipeta e dispositivos microfluídicos são usados ​​para iniciar, alongar e conectar com precisão novos circuitos neuronais funcionais em longas distâncias. O trabalho anterior mostrou que os grânulos revestidos com poli-D-lisina (pílulas PDL) induzem a adesão da membrana seguido pelo agrupamento de complexos de vesículas sinápticas e a formação de boutons presinápticos funcionais ⁸ . Também foi demonstrado que, quando o retículo PDL é mecanicamente puxado após a diferenciação pré-sináptica, o conjunto de proteína sináptica segue o grânulo, iniciando um novo neurite ⁹ . O procedimento a seguir explora esse fato, juntamente com a capacidade de cultura de neurônios embrionários do hipocampo de ratos em regiões organizadas em uma lamínula usando dispositivos microfluídicos de polidimetilsiloxano (PDMS) para recarregar precisamente um neurônioo circuito.

Estes dispositivos microfluídicos PDMS são não tóxicos, transparentes opticamente e consistem em duas câmaras conectadas por um sistema de microcanais. Uma vez montado em uma lamínula, cada dispositivo serve como um molde para orientar o crescimento neuronal e manter culturas neuronais saudáveis ​​em padrões precisos por mais de 4 semanas in vitro .

Aqui, é apresentada uma estrutura para investigar os limites de extensão e funcionalidade do novo neurite. Novites neurites funcionais são criados e posicionados para controlar (re) redes neuronais de rede controláveis. As taxas de extensão alcançadas são mais rápidas do que 20 μm / min em distâncias de escala milimétrica e as conexões funcionais são estabelecidas. Estes resultados mostram, inesperadamente, que a capacidade intrínseca desses neurites para o alongamento é muito mais rápida do que se pensava anteriormente. Esta abordagem mecânica proposta ultrapassa as estratégias químicas lentas e permite a conexão controlada a um alvo específico. ºA técnica abre novos caminhos para o estudo in vitro de novas terapias para restaurar a conectividade neuronal após a lesão. Também permite a manipulação e reconexão de redes neuronais para investigar aspectos fundamentais do processamento de sinal neuronal e função neuronal in vitro .