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Graphene oxide electrodes enable electrical stimulation of distinct calcium signalling in brain astrocytes.
Fabbri, Roberta; Scidà, Alessandra; Saracino, Emanuela; Conte, Giorgia; Kovtun, Alessandro; Candini, Andrea; Kirdajova, Denisa; Spennato, Diletta; Marchetti, Valeria; Lazzarini, Chiara; Konstantoulaki, Aikaterini; Dambruoso, Paolo; Caprini, Marco; Muccini, Michele; Ursino, Mauro; Anderova, Miroslava; Treossi, Emanuele; Zamboni, Roberto; Palermo, Vincenzo; Benfenati, Valentina.
Afiliación
  • Fabbri R; Consiglio Nazionale delle Ricerche, Istituto per la Sintesi Organica e la Fotoreattività, Bologna, Italy.
  • Scidà A; Consiglio Nazionale delle Ricerche, Istituto per la Sintesi Organica e la Fotoreattività, Bologna, Italy.
  • Saracino E; Consiglio Nazionale delle Ricerche, Istituto per la Sintesi Organica e la Fotoreattività, Bologna, Italy.
  • Conte G; Consiglio Nazionale delle Ricerche, Istituto per la Sintesi Organica e la Fotoreattività, Bologna, Italy.
  • Kovtun A; Consiglio Nazionale delle Ricerche, Istituto per la Sintesi Organica e la Fotoreattività, Bologna, Italy.
  • Candini A; Consiglio Nazionale delle Ricerche, Istituto per la Sintesi Organica e la Fotoreattività, Bologna, Italy.
  • Kirdajova D; Department of Cellular Neurophysiology, Institute of Experimental Medicine, CAS, Prague, Czech Republic.
  • Spennato D; Consiglio Nazionale delle Ricerche, Istituto per la Sintesi Organica e la Fotoreattività, Bologna, Italy.
  • Marchetti V; Department of Cellular Neurophysiology, Institute of Experimental Medicine, CAS, Prague, Czech Republic.
  • Lazzarini C; Second Faculty of Medicine, Charles University, Prague, Czech Republic.
  • Konstantoulaki A; Consiglio Nazionale delle Ricerche, Istituto per la Sintesi Organica e la Fotoreattività, Bologna, Italy.
  • Dambruoso P; Consiglio Nazionale delle Ricerche, Istituto per la Sintesi Organica e la Fotoreattività, Bologna, Italy.
  • Caprini M; Consiglio Nazionale delle Ricerche, Istituto per la Sintesi Organica e la Fotoreattività, Bologna, Italy.
  • Muccini M; Department of Pharmacy and Biotechnology (FaBit), University of Bologna, Bologna, Italy.
  • Ursino M; Consiglio Nazionale delle Ricerche, Istituto per lo Studio dei Materiali Nanostrutturati, Bologna, Italy.
  • Anderova M; Dipartimento di Ingegneria dell'Energia Elettrica e dell'Informazione 'Guglielmo Marconi', University of Bologna, Cesena, Italy.
  • Treossi E; Department of Cellular Neurophysiology, Institute of Experimental Medicine, CAS, Prague, Czech Republic.
  • Zamboni R; Consiglio Nazionale delle Ricerche, Istituto per la Sintesi Organica e la Fotoreattività, Bologna, Italy. emanuele.treossi@isof.cnr.it.
  • Palermo V; Consiglio Nazionale delle Ricerche, Istituto per la Sintesi Organica e la Fotoreattività, Bologna, Italy.
  • Benfenati V; Consiglio Nazionale delle Ricerche, Istituto per la Sintesi Organica e la Fotoreattività, Bologna, Italy. vincenzo.palermo@isof.cnr.it.
Nat Nanotechnol ; 19(9): 1344-1353, 2024 Sep.
Article en En | MEDLINE | ID: mdl-38987650
ABSTRACT
Astrocytes are responsible for maintaining homoeostasis and cognitive functions through calcium signalling, a process that is altered in brain diseases. Current bioelectronic tools are designed to study neurons and are not suitable for controlling calcium signals in astrocytes. Here, we show that electrical stimulation of astrocytes using electrodes coated with graphene oxide and reduced graphene oxide induces respectively a slow response to calcium, mediated by external calcium influx, and a sharp one, exclusively due to calcium release from intracellular stores. Our results suggest that the different conductivities of the substrate influence the electric field at the cell-electrolyte or cell-material interfaces, favouring different signalling events in vitro and ex vivo. Patch-clamp, voltage-sensitive dye and calcium imaging data support the proposed model. In summary, we provide evidence of a simple tool to selectively control distinct calcium signals in brain astrocytes for straightforward investigations in neuroscience and bioelectronic medicine.
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Texto completo: 1 Colección: 01-internacional Base de datos: MEDLINE Asunto principal: Encéfalo / Astrocitos / Señalización del Calcio / Estimulación Eléctrica / Electrodos / Grafito Límite: Animals Idioma: En Revista: Nat Nanotechnol Año: 2024 Tipo del documento: Article País de afiliación: Italia Pais de publicación: Reino Unido
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Texto completo: 1 Colección: 01-internacional Base de datos: MEDLINE Asunto principal: Encéfalo / Astrocitos / Señalización del Calcio / Estimulación Eléctrica / Electrodos / Grafito Límite: Animals Idioma: En Revista: Nat Nanotechnol Año: 2024 Tipo del documento: Article País de afiliación: Italia Pais de publicación: Reino Unido