Informace o publikaci
Srovnání elektrické aktivity 2D a 3D modelů pacient-specifických kardiomyocytů diferencovaných z lidských indukovaných pluripotentních buněk
| Autoři | |
|---|---|
| Rok publikování | 2025 |
| Druh | Konferenční abstrakty |
| Fakulta / Pracoviště MU | |
| Citace | |
| Popis | Úvod: V posledních letech jsou pro studium patogeneze srdečních onemocnění čím dál častěji používány pacient-specifické kardiomyocyty diferencované z lidských pluripotentních kmenových buněk (hiPSC-CM). Výhodou hiPSC-CM je mimo jiné i zachované genetické pozadí pacienta, kterému byl vzorek odebrán. Nevýhodou je naopak jejich nedostatečná maturace a vlastnosti lišící se do jisté míry od dospělých kardiomyocytů. Pro elektrofyziologická měření technikou multielectrode array (MEA) mohou být využívány buď monovrstvy tvořené těmito buňkami (2D struktury) nebo trojrozměrné „tkáňové“ preparáty (3D struktury). Záznam elektrické aktivity pomocí MEA připomíná tvarem záznam z elektrokardiogramu (EKG) a odečtené hodnoty délky cyklu (CL) a trvání potenciálu pole (FPD) jsou tak určitou analogií intervalů RR a QT na EKG záznamu. V této studii jsme se zaměřili na analýzu rozdílů CL v záznamech elektrické aktivity 2D a 3D hiPSC-CM struktur. Metodika: Pro vytvoření 2D a 3D struktur byla využita linie hiPSC-CM nesoucí variantu p.Y4734C-RYR2 pocházející od pacienta s idiopatickou fibrilací komor. Záznam spontánní elektrické aktivity byl prováděn technikou MEA po dobu 5 min za kontrolních podmínek (fyziologické koncentrace iontů v Tyrodově roztoku, teplota 37°C) a arytmogenních podmínek (hypokalémie - 3 mM K+ v Tyrodově roztoku; ß-adrenergní stimulace - 0,5 mM izoprenalin; hypertermie - teplota 40°C). Pro analýzu CL byla využita poslední minuta záznamu v jednotlivých podmínkách (program Clampfit 10.2). Následně byla stanovena krátkodobá variabilita CL (STVCL; program OriginPro 2024). Ke statistickému zpracování dat byl využit program GraphPad Prism 7.05; Shapiro-Wilkův test ukázal, že ne všechna data mají normální rozložení, takže hodnoty CL a STVCL jsou uvedeny jako mediány s mezikvartilovým rozpětím (Q1 a Q3). Výsledky: Za kontrolních podmínek se hodnoty CL mezi testovanými buněčnými modely 2D (n = 9) a 3D (n = 26) hiPSC-CM struktur signifikantně nelišily, avšak byla patrná tendence ke nižším hodnotám CL (bližším běžným hodnotám RR intervalu) u 3D struktur s mediánem 0,897s (Q1 0,482 s; Q3 1,367 s) vs. 1,655 s (Q1 0,642 s; Q3 2,013 s) u 2D. U 3D struktur byla také pozorována nižší hodnota STVCL s mediánem 17,45 ms (Q1 7,68 ms; Q3 56,68 ms) vs. 31,5 ms (Q1 11,9 ms; Q3 100,5 ms) u 2D, což svědčí o větší elektrické stabilitě 3D struktur. Při postupné kumulaci arytmogenních podmínek bylo pozorováno prodloužení CL při hypokalémii při srovnaní s CL za kontrolních podmínek, o 62% u 2Dvs. 26% u 3D struktur. Při přidání 0,5 mM izoprenalinu se CL u obou modelů zkrátila, o 29% u 3D vs. 11% u 2D při srovnání s předchozími hodnotami CL při samotné hypokalémii. Při následném zvýšení teploty došlo k dalšímu snížení hodnoty CL, u 3D o 38% vs. 12% u 2D. Za arytmogenních podmínek byly pozorovány nižší hodnoty STVCL u 3D modelu, což opět svědčí o jeho větší elektrické stabilitě. Závěr: Při elektrofyziologických měřeních a následném vyhodnocování záznamů elektrické aktivity 2D a 3D hiPSC-CM modelů se ukázalo, že hodnoty CL u 3D hiPSC-CM modelů se blíží běžným fyziologickým klidovým hodnotám intervalu RR u člověka (frekvence 75/min) a mají nižší STVCL. Při arytmogenních podmínkách došlo dle očekávání k navýšení STVCL a zejména u 3D hiPSC-CM modelu byly pozorovány změny CL v souladu s odbornou literaturou. Je to zřejmě dáno schopností hiPSC-CM dosáhnout ve 3D strukturách lepšího diferenciačního stupně a více se tak podobat dospělým kardiomyocytům. |
| Související projekty: |