Modelo In Vitro de Angiogénesis Coronaria

Colton  L. Large; Halie  E. Vitali; Jeffery  D. Whatley; Kristy Red-Horse; Bikram Sharma

doi:10.3791/60558

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Artículo de método

Modelo In Vitro de Angiogénesis Coronaria

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DOI:

10.3791/60558

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10 de marzo de 2020

Colton L. Large¹ , Halie E. Vitali¹ , Jeffery D. Whatley¹ , Kristy Red-Horse² , Bikram Sharma¹

¹Department of Biology, Ball State University, ²Department of Biology, Stanford University

En este artículo

Resumen

Los modelos in vitro de angiogénesis coronaria se pueden utilizar para el descubrimiento de los mecanismos celulares y moleculares de la angiogénesis coronaria. Cultivos explantados in vitro de tejidos sinusales venosos y endocardio muestran un crecimiento robusto en respuesta al VEGF-A y muestran un patrón similar de expresión COUP-TFII como in vivo.

Resumen

Aquí, describimos un ensayo de cultivo in vitro para estudiar la angiogénesis coronaria. Los vasos coronarios alimentan el músculo cardíaco y son de importancia clínica. Los defectos en estos vasos representan riesgos graves para la salud, como en la aterosclerosis, que puede provocar infartos de miocardio e insuficiencias cardíacas en los pacientes. En consecuencia, la enfermedad de las arterias coronarias es una de las principales causas de muerte en todo el mundo. A pesar de su importancia clínica, se ha avanzado relativamente poco en cómo regenerar las arterias coronarias dañadas. Sin embargo, se han realizado progresos recientes en la comprensión del origen celular y las vías de diferenciación del desarrollo de los vasos coronarios. El advenimiento de herramientas y tecnologías que permiten a los investigadores etiquetar fluorescentemente las células progenitoras, seguir su destino y visualizar progenies in vivo han sido fundamentales para entender el desarrollo de los vasos coronarios. Los estudios in vivo son valiosos, pero tienen limitaciones en términos de velocidad, accesibilidad y flexibilidad en el diseño experimental. Alternativamente, los modelos in vitro precisos de la angiogénesis coronaria pueden eludir estas limitaciones y permitir a los investigadores interrogar cuestiones biológicas importantes con rapidez y flexibilidad. La falta de sistemas modelo in vitro adecuados puede haber obstaculizado el progreso en la comprensión de los mecanismos celulares y moleculares del crecimiento de los vasos coronarios. Aquí, describimos un sistema de cultivo in vitro para cultivar vasos coronarios a partir del sinusuvenosus (SV) y el endocardio (Endo), los dos tejidos progenitores de los que surgen muchos de los vasos coronarios. También confirmamos que las culturas recapitulan con precisión algunos de los mecanismos in vivo conocidos. Por ejemplo, mostramos que los brotes angiogénicos en cultivo a partir de SV downregulate EXPRESIÓN COUP-TFII similar a lo que se observa in vivo. Además, demostramos que el VEGF-A, un conocido factor angiogénico in vivo, estimula de forma robusta la angiogénesis de las culturas SV y Endo. Colectivamente, hemos ideado un modelo de cultivo in vitro preciso para estudiar la angiogénesis coronaria.

Introducción

Los vasos sanguíneos del corazón se denominan comúnmente vasos coronarios. Estos vasos se componen de arterias, venas y capilares. Durante el desarrollo, los capilares altamente ramificados se establecen primero, que luego se remodelan en arterias coronarias y venas¹^,²^,³^,⁴^,⁵. Estos capilares iniciales se construyen a partir de células progenitoras endoteliales que se encuentran en los tejidos proepicardium, sinus venosus (SV) y endocardio (Endo)¹^,⁶<....