To access the full text documents, please follow this link: http://hdl.handle.net/2099.1/16126

Axon regeneration in C.elegans;
Regeneración axonal en C.elegans;
Regeneració axonal en C.elegans
Radvilas, Vaclovas
Universitat Politècnica de Catalunya. Departament d'Òptica i Optometria; Bastmeyer, Martin; Loza Álvarez, Pablo
[ANGLÈS] There exist many illnesses like Alzheimer's disease and stroke or brain injuries that due to degeneration of the nervous system people can not have normal life anymore. This is a consequence of neuron damage which can not recover or regenerate after being severed in adult mammalian brain and spinal cord. On the other hand, there are examples in nature like Caenorhabditis elegans round worm, zebrafish or even mice that their nervous system can recuperate. The aim of this thesis is to design, produce and characterize means of C. elegans immobilization in order to be able to visualize worms' axons and perform laser axotomy. Later, the initial study of spontaneous axon regeneration and possible effect on it after treatment with Citicoline drug (used in patients with mild cerebral ischemia) has to be evaluated. The produced system proved to be sufficient for worm immobilization without making any substantial effects to its health and lifespan. Multiple axotomies were performed and axon regeneration images after 24 hours were acquired using confocal and TPEF microscopy techniques afterwards. Regeneration was visible in 95% of axons in worms that were treated with Citicoline while in control group 90% of axons developed growth cone. Moreover, 33% of regenerating axons connected with the dorsal nerve cord in contrary to 26% in control group. To conclude, this is the first demonstration of possible positive effects to axon regeneration in Citicoline treated C. elegans when microfluidic techniques for immobilization were used for laser axotomy and imaging.
[CASTELLÀ] Existen varios casos como en la enfermedad de Alzheimer, embolia o accidentes cerebrales, en los que debido a la degeneración del sistema nervioso las personas nunca pueden recuperar su vida normal. Esto es debido a que los daños neuronales no pueden ser reparados o regenerados en el cerebro adulto y la espina dorsal de los mamíferos. Por otro lado, hay ejemplos en la naturaleza como en los casos del gusano C. elegans, del pez cebra o incluso en ratones, en donde sus sistemas nerviosos tienen la capacidad de recuperarse. El objetivo de esta tesis es diseñar, producir y caracterizar dispositivos de inmovilización de C. elegans con el fin de visualizar y cortar con láser los axones del gusano. Posteriormente, se hizo un estudio preliminar de la regeneración axonal espontánea y del posible efecto del tratamiento con Citicolina (droga usada en pacientes con isquemia cerebral). El sistema diseñado ha probado ser suficiente para la inmovilización de gusanos sin afectar sustancialmente su salud ni su ciclo normal de vida. Se realizaron múltiples axotomías y se adquirieron imágenes de la regeneración axonal producida 24 horas después, usando técnicas de microscopía confocal y fluorescencia de dos fotones. Se observó regeneración en el 95% de los axones de los gusanos tratados con Citicolina comparado con el 90% observado en el grupo de control. Adicionalmente, el 33% de los axones tratados con Citicolina se reconectaron con la cuerda dorsal en contraste con el 26% observado para la muestra de control. En conclusión, esta es la primera demostración en la que un dispositivo de inmovilización basado en técnicas microfluidicas sirve para mostrar los posibles efectos positivos del tratamiento con Citicolina en C. elegans en términos de regeneración axonal después de realizar axotomía láser.
[CATALÀ] Existeixen diferents malalties com l'Alzheimer o infarts que causen danys cerebrals prou importants com perquè el pacient mai no se'n pugui recuperar completament. Això és conseqüència que els danys neuronals majoritàriament no es regeneren ni en l'espina dorsal ni en el cervell dels mamífers adults. D'altra banda, a la natura existeixen exemples com el cuc Caenorhabditis elegans, el peix zebra o ratolins en els quals s'han observat regeneracions del sistema nerviós. L'objectiu d'aquesta tesi és dissenyar, implementar i caracteritzar mitjans amb els quals immobilitzar cucs C. elegans per tal de visualitzar-ne els axons i realitzar-hi una axotomia làser. Després, s'ha hagut d'avaluar la regeneració espontània de l'axó i els possibles efectes en ser tractats amb Citicolina (un medicament utilitzat amb pacients lleus d'isquèmia). Després dels tests d'immobilització i viabilitat, el sistema implementat ha resultat suficient per la immobilització del cuc sense alterar-ne la salut ni l'esperança de vida. S'han realitzat múltiples axotomies i posteriorment s'han adquirit imatges de la regeneració dels axons al cap de 24 hores mitjançant microscopies confocal i TPEF. La regeneració era apreciable en el 95% dels axons en cucs tractats amb Citicolina, mentre que en el grup de control el 90% dels axons presentaven indicis de creixement. A més a més, el 33% dels axons tractats amb Citicolina establien connexió amb el nervi dorsal en comparació amb el 26% del grup de control. Això mostra els primers efectes positius en la regeneració d'axons en C. elegans tractats amb Citicolina. En un futur, millores com la neteja del tampó M9 i l'ús de nematodes sense micropartícules secundàries, juntament amb mitjans per mantenir els cucs immobilitzats per períodes de temps més llargs, permetrien estudis dinàmics de la regeneració dels axons sense la necessitat d'extreure el cuc de la cambra d'immobilització durant l'experiment. Després d'implementar les millores suggerides en el muntatge, el sistema microfluídic d'immobilització impulsarà futurs experiments que permetran comparar paràmetres com l'àrea dels cons de creixement, la llargada de diferents filopodies, diferents temps després de l'axotomia, diferents tractaments amb Citicolina, etc. Tots aquests paràmetres donaran una discusió complerta sobre els efectes d'un medicament en la regeneració dels axons.
Àrees temàtiques de la UPC::Enginyeria de la telecomunicació::Telecomunicació òptica::Fotònica
Àrees temàtiques de la UPC::Enginyeria biomèdica::Electrònica biomèdica
Axons
Fluorescense
C. elegans
axon regeneration
confocal microscopy
two-photon excited fluorescence
regeneración axonal
Axons
Làsers en medicina
Fluorescència
info:eu-repo/semantics/masterThesis
Universitat Politècnica de Catalunya
         

Show full item record

 

Coordination

 

Supporters