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Dieses Projekt untersucht, ob keramikbeschichtete magnetische Nanopartikel in Kombination mit externer magnetischer Stimulation das Wachstum und die funktionellen Eigenschaften von aus menschlichen iPSC gewonnenen neuralen Vorläuferzellen und reifen peripheren sensorischen Neuronen modulieren können. Durch den Vergleich von unstimulierten Kontrollen, stimulierten Kulturen ohne Nanopartikel und mit Nanopartikeln beladenen stimulierten Kulturen soll die Studie feststellen, ob die nanopartikelgestützte Stimulation die neuronale Entwicklung fördert und messbare funktionelle (einschließlich elektrophysiologischer) Veränderungen induziert, während die Lebensfähigkeit der Zellen erhalten bleibt.

Neuronale Vorläuferzellen (ab Tag 12 der Differenzierungszeitachse sensorischer Neuronen) und reife periphere sensorische Neuronen werden in 35-mm-Schalen kultiviert und mit keramikbeschichteten magnetischen Nanopartikeln in definierten Konzentrationsbereichen behandelt. Es werden drei Versuchsbedingungen angewendet: (i) Kontrolle (keine Stimulation, keine Nanopartikel), (ii) Stimulation ohne Nanopartikel und (iii) Stimulation mit magnetischen Nanopartikeln. Die Kulturen werden dann einer magnetischen Stimulation unterzogen, und die neuronale Kompatibilität und die optimale Nanopartikel-Dosierung werden mithilfe von Cell Titer-Glo (CTG)-Lebensfähigkeitsassays und Live/Dead-Zytotoxizitätsassays (Thermo Fisher Live/Dead-Kit) bewertet, um sichere Bedingungen für nachfolgende Analysen des neuronalen Wachstums und der funktionellen Reaktion zu schaffen.

Forschungsfragen

1. Sind keramikbeschichtete magnetische Nanopartikel mit aus menschlichen iPS-Zellen gewonnenen neuralen Vorläuferzellen und sensorischen Neuronen biokompatibel?
2. Beeinflusst die nanopartikelgestützte magnetische Stimulation das Überleben und die Reifung von Neuronen?
3. Können magnetische Nanopartikel die funktionellen oder elektrophysiologischen Reaktionen von Neuronen verbessern?