Stimulation ultrasonore des neurones sensoriels à 20 MHz : étude expérimentale in vitro

Contexte & Objectifs Les ultrasons (US) focalisés sont une technologie non invasive prometteuse pour stimuler l'activité neuronale. Cependant, les mécanismes sous-jacents à la neurostimulation US ne sont pas encore bien compris. À l’échelle cellulaire, la plupart des études expérimentales ont été menées sur des cellules transfectées ou des tranches de cerveaux en enregistrant les courants membranaires ou l'activité calcique. Cette étude vise à explorer la stimulation directe des neurones individuels non génétiquement modifiés (neurones des ganglions de la racine dorsale DRGs et du ganglion spiral SGNs) en combinant les ultrasons avec un dispositif d'imagerie calcique. Méthodes Un dispositif expérimental a été développé pour suivre les réponses calciques en temps réel des neurones individuels soumis à des stimuli US. Le transducteur est positionné avec un angle d'inclinaison afin de réduire les ondes stationnaires piégées entre le transducteur et la boîte de culture. Le stimulus US consiste en un signal sinusoïdal de fréquence 20 MHz, une pression acoustique maximale de 10 ou 11 MPa, et une durée d'impulsion de 1 ms. Les images calciques sont enregistrées avant, pendant et après la stimulation US. Résultats & Discussion Les résultats obtenus lors du suivi des réponses calciques montrent que les ultrasons à 20 MHz permettent d’activer 39 % des DRGs (N=94) et 64 % des SGNs (N=108). Seule une fraction des neurones répond aux US, ce qui pourrait s’expliquer par la diversité moléculaire des deux types neuronaux considérés : les DRGs possédant une plus grande diversité que les SGNs. Pour tester cette hypothèse, des DRGs et SGNs positifs aux US, et des DRGs négatifs aux US ont été prélevés et sont en cours de séquençage ARN afin d’identifier la ou les molécules impliquées dans la neurostimulation US