Name: בניית רקמות לב Engineered האנושית תחם לחקור מנגנונים של טיפול בתאי לב (וידאו) | JoVE Journal
Uploaded: 2016-03-01T13:00:00.000+00:00
Duration: 11 min 51 s
Description: חקור בניית רקמות לב הנדסיות אנושיות בעלות הרכב תאים מוגדר באמצעות מיון תאים לפי ביטוי סמנים פנייתיים. שיטה זו מאפשרת הערכת התערבויות טיפוליות בלב ומספקת מודל ביולוגי מתקדם לחקר מנגנוני תרפיית תאי לב.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

עבודה זו נתמכה על ידי NIH (1F30HL118923-01A1) כדי TJC, HHSN268201000045C חוזה NIH / NHLBI PEN כדי KDC, המועצה מענק מחקר של הונג קונג TRS T13-706 / 11 (KDC), NIH (R01 HL113499) כדי Bdg, האמריקני איגוד הלב (12PRE12060254) כדי RJ, ומחקר גרנט מועצת HKSAR (TBRS, T13-706 / 11) כדי RL מימון נוסף שהועמדה TJC ידי NIH DRB 5T32GM008553-18 וכתוצאה התמחות על הדרכה NIDCR-הבינתחומי מערכות התפתחותית פגמי ביולוגית לידת T32HD075735. המחברים גם מבקשים להודות בתודה ארתור Autz ב&quot;מרכז זאן של המכללה העירונית של ניו יורק על הסיוע עם עיבוד bioreactor ו ממדוח Eldaly לקבלת סיוע טכני. כמו כן, אנו מודים לד&quot;ר קנת Boheler לקבלת ייעוץ על בידול הלב, וד&quot;ר יהושע הייר למתן אדם בתאי גזע mesenchymal בנדיבות.

<ol><li>Serrao, G. W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Myocyte-depleted+engineered+cardiac+tissues+support+therapeutic+potential+of+mesenchymal+stem+cells%5BTitle%5D)+AND+%22Tissue+Eng.+Part+A%22%5BJournal%5D)">Myocyte-depleted engineered cardiac tissues support therapeutic potential of mesenchymal stem cells.</a> Tissue Eng. Part A. 18 (13-14), 1322-1333 (2012).</li>
<li>Hansen, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Development+of+a+drug+screening+platform+based+on+engineered+heart+tissue%5BTitle%5D)+AND+%22Circ.+Res%22%5BJournal%5D)">Development of a drug screening platform based on engineered heart tissue.</a> Circ. Res. 107 (1), 35-44 (2010).</li>
<li>Fink, C., Ergün, S., Kralisch, D., Remmers, U., Weil, J., Eschenhagen, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Chronic+stretch+of+engineered+heart+tissue+induces+hypertrophy+and+functional+improvement%5BTitle%5D)+AND+%22FASEB+J%22%5BJournal%5D)">Chronic stretch of engineered heart tissue induces hypertrophy and functional improvement.</a> FASEB J. 14 (5), 669-679 (2000).</li>
<li>Yildirim, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Development+of+a+biological+ventricular+assist+device%3A+preliminary+data+from+a+small+animal+model%5BTitle%5D)+AND+%22Circulation%22%5BJournal%5D)">Development of a biological ventricular assist device: preliminary data from a small animal model.</a> Circulation. 116, Suppl 11. 16-23 (2007).</li>
<li>Sekine, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cardiac+Cell+Sheet+Transplantation+Improves+Damaged+Heart+Function+via+Superior+Cell+Survival+in+Comparison+with+Dissociated+Cell+Injection%5BTitle%5D)+AND+%22Tissue+Eng.+Part+A%22%5BJournal%5D)">Cardiac Cell Sheet Transplantation Improves Damaged Heart Function via Superior Cell Survival in Comparison with Dissociated Cell Injection.</a> Tissue Eng. Part A. 17 (23-24), 2973-2980 (2011).</li>
<li>Lesman, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Transplantation+of+a+tissue-engineered+human+vascularized+cardiac+muscle%5BTitle%5D)+AND+%22Tissue+Eng.+Part+A%22%5BJournal%5D)">Transplantation of a tissue-engineered human vascularized cardiac muscle.</a> Tissue Eng. Part A. 16 (1), 115-125 (2010).</li>
<li>Turnbull, I. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Advancing+functional+engineered+cardiac+tissues+toward+a+preclinical+model+of+human+myocardium%5BTitle%5D)+AND+%22FASEB+J%22%5BJournal%5D)">Advancing functional engineered cardiac tissues toward a preclinical model of human myocardium.</a> FASEB J. 28 (2), 644-654 (2014).</li>
<li>Thavandiran, N., Dubois, N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Design+and+formulation+of+functional+pluripotent+stem+cell-derived+cardiac+microtissues%5BTitle%5D)+AND+%22Proc.+Natl.+Acad.+Sci.+U.+S.+A%22%5BJournal%5D)">Design and formulation of functional pluripotent stem cell-derived cardiac microtissues.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 110 (49), 4698-4707 (2013).</li>
<li>Schaaf, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Human+engineered+heart+tissue+as+a+versatile+tool+in+basic+research+and+preclinical+toxicology%5BTitle%5D)+AND+%22PloS+One%22%5BJournal%5D)">Human engineered heart tissue as a versatile tool in basic research and preclinical toxicology.</a> PloS One. 6 (10), e26397(2011).</li>
<li>Tulloch, N. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Growth+of+engineered+human+myocardium+with+mechanical+loading+and+vascular+coculture%5BTitle%5D)+AND+%22Circ.+Res%22%5BJournal%5D)">Growth of engineered human myocardium with mechanical loading and vascular coculture.</a> Circ. Res. 109 (1), 47-59 (2011).</li>
<li>Nunes, S. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Biowire%3A+a+platform+for+maturation+of+human+pluripotent+stem+cell-derived+cardiomyocytes%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Methods%22%5BJournal%5D)">Biowire: a platform for maturation of human pluripotent stem cell-derived cardiomyocytes.</a> Nature Methods. 10 (8), 781-787 (2013).</li>
<li>Ma, Z., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Three-dimensional+filamentous+human+diseased+cardiac+tissue+model%5BTitle%5D)+AND+%22Biomaterials%22%5BJournal%5D)">Three-dimensional filamentous human diseased cardiac tissue model.</a> Biomaterials. 35 (5), 1367-1377 (2014).</li>
<li>Baker, B. M., Chen, C. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Deconstructing+the+third+dimension%3A+how+3D+culture+microenvironments+alter+cellular+cues%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Cell+Sci%22%5BJournal%5D)">Deconstructing the third dimension: how 3D culture microenvironments alter cellular cues.</a> J. Cell Sci. 125 (13), 3015-3024 (2012).</li>
<li>Pontes Soares, C., Midlej, V., de Oliveira, M. E. W., Benchimol, M., Costa, M. L., Mermelstein, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((2D+and+3D-organized+cardiac+cells+shows+differences+in+cellular+morphology%2C+adhesion+junctions%2C+presence+of+myofibrils+and+protein+expression%5BTitle%5D)+AND+%22PloS+One%22%5BJournal%5D)">2D and 3D-organized cardiac cells shows differences in cellular morphology, adhesion junctions, presence of myofibrils and protein expression.</a> PloS One. 7 (5), e38147(2012).</li>
<li>Burridge, P. W., Keller, G., Gold, J. D., Wu, J. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Production+of+De+Novo+Cardiomyocytes%3A+Human+Pluripotent+Stem+Cell+Differentiation+and+Direct+Reprogramming%5BTitle%5D)+AND+%22Cell+Stem+Cell%22%5BJournal%5D)">Production of De Novo Cardiomyocytes: Human Pluripotent Stem Cell Differentiation and Direct Reprogramming.</a> Cell Stem Cell. 10 (1), 16-28 (2012).</li>
<li>Mummery, C. L., Zhang, J., Ng, E. S., Elliott, D. A., Elefanty, A. G., Kamp, T. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Differentiation+of+human+embryonic+stem+cells+and+induced+pluripotent+stem+cells+to+cardiomyocytes%3A+a+methods+overview%5BTitle%5D)+AND+%22Circ.+Res%22%5BJournal%5D)">Differentiation of human embryonic stem cells and induced pluripotent stem cells to cardiomyocytes: a methods overview.</a> Circ. Res. 111 (3), 344-358 (2012).</li>
<li>Kim, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Non-cardiomyocytes+influence+the+electrophysiological+maturation+of+human+embryonic+stem+cell-derived+cardiomyocytes+during+differentiation%5BTitle%5D)+AND+%22Stem+Cells+Dev%22%5BJournal%5D)">Non-cardiomyocytes influence the electrophysiological maturation of human embryonic stem cell-derived cardiomyocytes during differentiation.</a> Stem Cells Dev. 19 (6), 783-795 (2010).</li>
<li>Dubois, N. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((SIRPA+is+a+specific+cell-surface+marker+for+isolating+cardiomyocytes+derived+from+human+pluripotent+stem+cells%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Biotechnol%22%5BJournal%5D)">SIRPA is a specific cell-surface marker for isolating cardiomyocytes derived from human pluripotent stem cells.</a> Nature Biotechnol. 29 (11), 1011-1018 (2011).</li>
<li>Hudon-David, F., Bouzeghrane, F., Couture, P., Thibault, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Thy-1+expression+by+cardiac+fibroblasts%3A+lack+of+association+with+myofibroblast+contractile+markers%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Mol.+Cell.+Cardiol%22%5BJournal%5D)">Thy-1 expression by cardiac fibroblasts: lack of association with myofibroblast contractile markers.</a> J. Mol. Cell. Cardiol. 42 (5), 991-1000 (2007).</li>
<li>Gago-Lopez, N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((THY-1+receptor+expression+differentiates+cardiosphere-derived+cells+with+divergent+cardiogenic+differentiation+potential%5BTitle%5D)+AND+%22Stem+Cell+Reports%22%5BJournal%5D)">THY-1 receptor expression differentiates cardiosphere-derived cells with divergent cardiogenic differentiation potential.</a> Stem Cell Reports. 2 (5), 576-591 (2014).</li>
<li>Hare, J. M., Traverse, J. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+randomized%2C+double-blind%2C+placebo-controlled%2C+dose-escalation+study+of+intravenous+adult+human+mesenchymal+stem+cells+%28prochymal%29+after+acute+myocardial+infarction%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Am.+Coll.+Cardiol%22%5BJournal%5D)">A randomized, double-blind, placebo-controlled, dose-escalation study of intravenous adult human mesenchymal stem cells (prochymal) after acute myocardial infarction.</a> J. Am. Coll. Cardiol. 54 (24), 2277-2286 (2009).</li>
<li>Bolli, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cardiac+stem+cells+in+patients+with+ischaemic+cardiomyopathy+%28SCIPIO%29%3A+initial+results+of+a+randomised+phase+1+trial%5BTitle%5D)+AND+%22Lancet%22%5BJournal%5D)">Cardiac stem cells in patients with ischaemic cardiomyopathy (SCIPIO): initial results of a randomised phase 1 trial.</a> Lancet. 378 (9806), 1847-1857 (2011).</li>
<li>Wollert, K. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Intracoronary+autologous+bone-marrow+cell+transfer+after+myocardial+infarction%3A+the+BOOST+randomised+controlled+clinical+trial%5BTitle%5D)+AND+%22Lancet%22%5BJournal%5D)">Intracoronary autologous bone-marrow cell transfer after myocardial infarction: the BOOST randomised controlled clinical trial.</a> Lancet. 364 (9429), 141-148 (2004).</li>
<li>Hirsch, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Intracoronary+infusion+of+autologous+mononuclear+bone+marrow+cells+or+peripheral+mononuclear+blood+cells+after+primary+percutaneous+coronary+intervention%3A+rationale+and+design+of+the+HEBE+trial--a+prospective%2C+multicenter%2C+randomized+trial%5BTitle%5D)+AND+%22Am.+Heart.+J%22%5BJournal%5D)">Intracoronary infusion of autologous mononuclear bone marrow cells or peripheral mononuclear blood cells after primary percutaneous coronary intervention: rationale and design of the HEBE trial--a prospective, multicenter, randomized trial.</a> Am. Heart. J. 152 (3), 434-441 (2006).</li>
<li>Jeevanantham, V., Butler, M., Saad, A., Abdel-Latif, A., Zuba-Surma, E. K., Dawn, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Adult+bone+marrow+cell+therapy+improves+survival+and+induces+long-term+improvement+in+cardiac+parameters%3A+a+systematic+review+and+meta-analysis%5BTitle%5D)+AND+%22Circulation%22%5BJournal%5D)">Adult bone marrow cell therapy improves survival and induces long-term improvement in cardiac parameters: a systematic review and meta-analysis.</a> Circulation. 126 (5), 551-568 (2012).</li>
<li>Meyer, G. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Intracoronary+bone+marrow+cell+transfer+after+myocardial+infarction%3A+5-year+follow-up+from+the+randomized-controlled+BOOST+trial%5BTitle%5D)+AND+%22Eur.+Heart+J%22%5BJournal%5D)">Intracoronary bone marrow cell transfer after myocardial infarction: 5-year follow-up from the randomized-controlled BOOST trial.</a> Eur. Heart J. 30 (24), 2978-2984 (2009).</li>
<li>Meyer, G. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Intracoronary+bone+marrow+cell+transfer+after+myocardial+infarction%3A+eighteen+months%27+follow-up+data+from+the+randomized%2C+controlled+BOOST+%28BOne+marrOw+transfer+to+enhance+ST-elevation+infarct+regeneration%29+trial%5BTitle%5D)+AND+%22Circulation%22%5BJournal%5D)">Intracoronary bone marrow cell transfer after myocardial infarction: eighteen months' follow-up data from the randomized, controlled BOOST (BOne marrOw transfer to enhance ST-elevation infarct regeneration) trial.</a> Circulation. 113 (10), 1287-1294 (2006).</li>
<li>Hirsch, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Intracoronary+infusion+of+mononuclear+cells+from+bone+marrow+or+peripheral+blood+compared+with+standard+therapy+in+patients+after+acute+myocardial+infarction+treated+by+primary+percutaneous+coronary+intervention%3A+results+of+the+randomized+controlled+HEBE+trial%5BTitle%5D)+AND+%22Eur.+Heart+J%22%5BJournal%5D)">Intracoronary infusion of mononuclear cells from bone marrow or peripheral blood compared with standard therapy in patients after acute myocardial infarction treated by primary percutaneous coronary intervention: results of the randomized controlled HEBE trial.</a> Eur. Heart J. 32 (14), 1736-1747 (2011).</li>
<li>Simari, R. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Bone+marrow+mononuclear+cell+therapy+for+acute+myocardial+infarction%3A+a+perspective+from+the+cardiovascular+cell+therapy+research+network%5BTitle%5D)+AND+%22Circ.+Res%22%5BJournal%5D)">Bone marrow mononuclear cell therapy for acute myocardial infarction: a perspective from the cardiovascular cell therapy research network.</a> Circ. Res. 114 (10), 1564-1568 (2014).</li>
<li>Bhattacharya, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((High+efficiency+differentiation+of+human+pluripotent+stem+cells+to+cardiomyocytes+and+characterization+by+flow+cytometry%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Vis.+Exp%22%5BJournal%5D)">High efficiency differentiation of human pluripotent stem cells to cardiomyocytes and characterization by flow cytometry.</a> J. Vis. Exp. (91), e52010(2014).</li>
<li>Lian, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Robust+cardiomyocyte+differentiation+from+human+pluripotent+stem+cells+via+temporal+modulation+of+canonical+Wnt+signaling%5BTitle%5D)+AND+%22Proc.+Natl.+Acad.+Sci.+U.+S.+A%22%5BJournal%5D)">Robust cardiomyocyte differentiation from human pluripotent stem cells via temporal modulation of canonical Wnt signaling.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 109 (27), 1848-1857 (2012).</li>
<li>Burridge, P. W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+universal+system+for+highly+efficient+cardiac+differentiation+of+human+induced+pluripotent+stem+cells+that+eliminates+interline+variability%5BTitle%5D)+AND+%22PloS+One%22%5BJournal%5D)">A universal system for highly efficient cardiac differentiation of human induced pluripotent stem cells that eliminates interline variability.</a> PloS One. 6 (4), e18293(2011).</li>
<li>Kean, T. J., Lin, P., Caplan, A. I., Dennis, J. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((MSCs%3A+Delivery+Routes+and+Engraftment%2C+Cell-Targeting+Strategies%2C+and+Immune+Modulation%5BTitle%5D)+AND+%22Stem+Cells+Int%22%5BJournal%5D)">MSCs: Delivery Routes and Engraftment, Cell-Targeting Strategies, and Immune Modulation.</a> Stem Cells Int. , 732742(2013).</li>
<li>Trachtenberg, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Rationale+and+design+of+the+Transendocardial+Injection+of+Autologous+Human+Cells+%28bone+marrow+or+mesenchymal%29+in+Chronic+Ischemic+Left+Ventricular+Dysfunction+and+Heart+Failure+Secondary+to+Myocardial+Infarction+%28TAC-HFT%29+trial%3A+A+randomized%2C+double-blind%2C+placebo-controlled+study+of+safety+and+efficacy%5BTitle%5D)+AND+%22Am.+Heart+J%22%5BJournal%5D)">Rationale and design of the Transendocardial Injection of Autologous Human Cells (bone marrow or mesenchymal) in Chronic Ischemic Left Ventricular Dysfunction and Heart Failure Secondary to Myocardial Infarction (TAC-HFT) trial: A randomized, double-blind, placebo-controlled study of safety and efficacy.</a> Am. Heart J. 161 (3), 487-493 (2011).</li>
<li>Williams, A. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Intramyocardial+stem+cell+injection+in+patients+with+ischemic+cardiomyopathy%3A+functional+recovery+and+reverse+remodeling%5BTitle%5D)+AND+%22Circ.+Res%22%5BJournal%5D)">Intramyocardial stem cell injection in patients with ischemic cardiomyopathy: functional recovery and reverse remodeling.</a> Circ. Res. 108 (7), 792-796 (2011).</li>
<li>Razeghi, P., Young, M. E., Alcorn, J. L., Moravec, C. S., Frazier, O. H., Taegtmeyer, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Metabolic+gene+expression+in+fetal+and+failing+human+heart%5BTitle%5D)+AND+%22Circulation%22%5BJournal%5D)">Metabolic gene expression in fetal and failing human heart.</a> Circulation. 104 (24), 2923-2931 (2001).</li>
<li>Rajabi, M., Kassiotis, C., Razeghi, P., Taegtmeyer, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Return+to+the+fetal+gene+program+protects+the+stressed+heart%3A+a+strong+hypothesis%5BTitle%5D)+AND+%22Heart+Fail.+Rev%22%5BJournal%5D)">Return to the fetal gene program protects the stressed heart: a strong hypothesis.</a> Heart Fail. Rev. 12 (3-4), 331-343 (2007).</li>
<li>Taegtmeyer, H., Sen, S., Vela, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Return+to+the+fetal+gene+program%3A+a+suggested+metabolic+link+to+gene+expression+in+the+heart%5BTitle%5D)+AND+%22Ann.+N.+Y.+Acad.+Sci%22%5BJournal%5D)">Return to the fetal gene program: a suggested metabolic link to gene expression in the heart.</a> Ann. N. Y. Acad. Sci. 1188, 191-198 (2010).</li>
</ol>

המחברים מצהירים שאין להם אינטרסים פיננסיים מתחרים.

בניית רקמות לב מהונדסת אנושיות תחמו (hECT) יכולה לספק מודל יותר עקבי ואמין של תפקוד myocyte לב אנושי. האנושות, כל הרכיבים הסלולר תאיים במערכת ידועים וניתן לטפל לפי צורך, ובכך להסיר את ההשפעה של בלבול סוגי תאים ידועים אחרים הנובעים תהליך ההתמיינות. כדי לאזן צמיחת תאים מהירה תשואה גבוהה, עדיף כי הבידול מתחיל ב 75% מפגש של hESCs, אידיאלי ארבעה ימים לאחר הציפוי. בנוסף, השימוש של ROCK מעכב Y-27632 הן בזמן ניתוק התא reaggregation לאחר מיון משפר כדאיות התא מאוד. הנוכחות של מכות ספונטניות...

הנדסת רקמות לב התקדמה מאוד בעשור האחרון, עם מספר קבוצות פרסום תוצאות של רקמות מתפקדות במלואה, מכים עשו משני cardiomyocytes murine 1-6, ולאחרונה, גזע האנושי תא נגזרות myocytes לב 7-12. בתחום ההנדסה ברקמת הלב הוא מונע על ידי שתי מטרות עיקריות ובעצם עצמאי: 1) לפתח שתלי אקסוגניים כי ניתן להשתיל לתוך אי לבבות לשיפור תפקוד 4-6; ו -2) לפתח מודלים חוץ גופייה לחקר פיזיולוגיה ומחלות, או ככלי הקרנה לפיתוחים רפואיים 2,7. תלת ממדי (3-D) תרבית תאי נחשב חיונית לפיתוח כלי איתור הדור הבא, כמו מטריקס 3-D משקף microenvironment לב טבעי יותר מאשר תרבית תאים בשכבה 2-D מסורתית; אכן כמה היבטים של ביולוגיה של תא שונים באופן מהותי בתרבויות 2-D לעומת 3-D 13,14 </sup&gt;. בנוסף, רקמות לב מהונדסות בנויות ממרכיבים מוגדרים לחלוטין: מטריצה ​​תאית, ואוכלוסיית תא. עבור רקמות לב אנושיות מסורתיות מהונדסות, בעוד רכב תאי מטריקס (בדרך כלל הפיברין 9 או קולגן 7,8,10) נשלט לחלוטין, רכב תא קלט מוגדר פחות טוב, עם התערובת כולה של תאים מתוך בידול לב מכוון של כל אחד תאי גזע עובריים (ESC 7,9) או תאי גזע מושרים (iPSC 10,12) להתווסף הרקמות. בהתאם לקו תאים ספציפיים ואת היעילות של פרוטוקול בידול בשימוש, אחוז cardiomyocytes וכתוצאה מכך יכול לנוע בין פחות מ -25% ליותר מ -90%, את הפנוטיפ cardiomyocyte מסוים (כלומר, ventricular-, atrial-, או קוצב דמוי) יכול גם להשתנות, אפילו שבריר הלא cardiomyocyte יכול להיות מאוד הטרוגנית 15,16 ולשנות את מידת הבשלות של מ &#39;לב הבדילyocytes 17. עבודות הנדסיות ברקמת לב אחרונות ניסו לנהל את אוכלוסיית תאי הקלט, עם או משטח תא קו 8 או תאי גזע עוברי אנושי כתב לב סמני 18 בשימוש כדי לבודד את מרכיב myocyte לב של הבידול. בעוד שבתחילה רקמה מורכבת myocytes לב רק היה נראה האידיאל, זה למעשה לא המקרה; hECTs מורכבת רק מיוציטים מלב מצליחה לדחוס לתוך רקמות פונקציונליות, עם כמה קבוצות מציאת יחס 3: 1 של myocytes לב: פיברובלסטים הפקת כוח העווית הגבוה ביותר 8. באמצעות שיטות בחירת תאים שונות, כולל משטח סמנים למיון תא חי, אפשר ליצור hECTs עם אוכלוסיות תאים מוגדרות. בעוד סמנים של תאי סטרומה הלא לב היו זמינים במשך זמן מה, כגון סמן פיברובלסטים המשוערת CD90 19,20, סמני משטח של myocytes לב כבר יותר קשיםלזהות. SIRPα היה בין סמני משטח הלב הראשונים המזוהים לצורך מיוציטים מלב אנושי 18 ו הוכח להיות בררן במיוחד עבור שושלת הלב. לאחרונה, מצאנו כי פעמיים מיון SIRPα + ו- CD90 - תאים מניב כמעט cardiomyocytes טהור, עם CD90 + האוכלוסייה מפגין פנוטיפ פיברובלסטים דמויי (Josowitz, תצפיות לא פורסם). בהתבסס על ממצאים שנאספו אלה, בזאת אנו מתארים יצירת hECTs באמצעות 3: שילוב 1 של SIRPα + / CD90 - cardiomyocytes ו CD90 + פיברובלסטים. היכולת להנדס ברקמת לב אנושית מוגדרת לחלוטין חיונית לא רק ליצירת כלי מיון חזקים, אלא גם לפיתוח מערכות מודל לחקור cell- המתעורר וטיפולי לב מבוסס גנים. בפרט, טיפולים בתאים רבים לאי ספיקת לב, ניצול סוגי תאים כולל תאי גזע mesenchymal (MSC) 21 </sup&gt;, תאי גזע לב 22 ותאי mononuclear מח עצם 23-25, נבדקו במחקרים קליניים. בעוד רבים של התוצאות הראשוניות כבר מבטיחים 21,23,25, היתרון הראשוני לעתים קרובות פוחת לאורך זמן 26-29. מגמה דומה דווחה ברקמות לב מהונדסות בעכברים, אשר מציגות יתרון פונקציונלי משמעותי בשל תוספת MSC, אבל ההטבה לא שספגה במהלך לתרבות לטווח ארוך 1. בבסיס הביצועים תת אופטימלית הוא הידע המוגבל שלנו של המנגנונים השולטים טיפולים בתאים. הבנה עמוקה יותר של איך טיפולי תאים להשפיע לטובה שלהם, כמו גם תוצאות שליליות אפשריות של אינטראקציות myocyte-nonmyocyte, שתאפשר הפיתוח של טיפולים השתפרו מניב קליני הטבות משמעותיות וקבועות, עם תופעות לוואי מינימאליות, עבור חולים עם אי ספיקת לב. כאן אנו מתארים את השימוש hECTs מוגדרת interrogאכול מנגנוני טיפול מבוסס תאים. רכב רקמות הנשלט חיוני לזהות גורמים ספציפיים להשפיע על ביצועי cardiomyocyte. ישירות השלים hECTs עם סוג התא הטיפולי של עניין (למשל, MSCs), יכול לחשוף את ההשפעה על ביצועי myocyte לב, כפי שהראנו חולדה ECTs 1. הפרוטוקול רב השלבים הבאים מתחיל התמיינות תאי גזע לב הופנה, ואחריו ייצור של bioreactor הרב-הרקמה, וכלה בתיאור בניית רקמות אנליזה פונקציונלית. הניסויים שלנו מבוצעים באמצעות שורת NIH-אושרה H7 תאי גזע עובריים אנושיים (hESC). עם זאת, הפרוטוקולים הבאים גם נבדקו באמצעות קו hESC נוספים ושלושה תאי גזע מושרים (hiPSC) קווים עם תוצאות דומות. מצאנו כי יעילות בידול cardiomyocyte והצלחה ייצור hECT יכול להיות קו התא תלוי, במיוחד FOקווי r hiPSC נגזר מטופלים בודדים. על ידי ביצוע בפרוטוקול זה, שתי מנות 6-גם הם מצופים עם סך של 1.68 מיליון hESCs (140,000 תאים לכל היטב), בתשואה של כ -2.5 מיליון מיוציטים לאחר ההבחנה במשך 20 ימים ומיון, מספיק כדי להפוך שש רקמות מוגדרות.

<table><tbody><tr><td>Cell Culture</td><td>Company</td><td>Catalog Number</td><td>Comments</td></tr><tr><td>Amphotericin B</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>A2411</td><td>הכינו מלאי של 2.5 מ"ג/מ"ל ב-DMSO ועקרו</td></tr> את <tr><td>B27 במסנן עם Insulin</td><td>Life Technologies</td><td>17505055-B27</td><td></td></tr><tr><td>ללא אינסולין</td><td>Life Technologies</td><td>A1895601</td><td></td></tr><tr><td>CHIR99021</td><td>Stemgent</td><td>04-0004</td><td>Create 6 &mu; מלאי M, ואז aliquot ואחסון ב-20&nbsp; &deg;C.</td></tr><tr><td>Essential 8 Media</td><td>Life Technologies</td><td>A1517001</td><td></td></tr><tr><td>תאי גזע עובריים אנושיים H7</td> מטריצה מוסמכת <td>WiCell</td><td>WA07</td><td></td></tr><tr><td>hESC, קורנינג מטריג'ל</td><td>קורנינג</td><td>354277</td><td>להפשיר על קרח ב-4 מעלות; C לילה ואז aliquot 150 &mu; l לצינורות נפרדים ושומרים ב -20&nbsp; &deg;C.</td></tr><tr><td>IWR-1</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>I0161</td><td>צור מלאי של 10 מ"מ ומחיר. יש לאחסן בטמפרטורה של -20 מעלות; C</td></tr><tr><td>Neonatal Calf</td><td>Serum Life Technologies</td><td>16010159</td><td></td></tr><tr><td>מגיב דיסוציאציה לא אנזימטית: מגיב דיסוציאציה עדין של תאים</td><td>טכנולוגיות תאי גזע</td><td>7174</td><td></td></tr><tr><td>פניצילין-סטרפטומיצין</td><td>קורנינג</td><td>30-002-CI</td><td></td></tr><tr><td>RPMI 1640</td><td>Life Technologies</td><td>11875-093</td><td>שמור בקירור</td></tr><tr><td>Y-27632 (מעכב ROCK)</td><td>Stemgent</td><td>04-0012</td><td>השעיה לריכוז מלאי של 10 מילימטר, יש לאחסן ב-20&nbsp; &deg;C. הימנע ממחזורי הפשרה בהקפאה.</td></tr><tr><td><מיון תאים חזק></חזק></td><td><חזק>חברה</חזק></td><td><חזק>מספר קטלוגי</חזק></td><td><חזק>הערות</חזק></td></tr><tr><td>4',6-דיאמידינו-2-פנילינדול, דיהידרוכלוריד (DAPI)</td><td>Life Technologies</td><td>D1306</td><td></td></tr><tr><td>CD90-FITC</td><td>BioLegend</td><td>328107</td><td></td></tr><tr><td>מגיב דיסוציאציה אנזימטי: ערכת ניתוק תאים I (0.04% טריפסין / 0.03% EDTA, תמיסת נטרול טריפסין ותמיסת מלח חוצצת הנקס)&nbsp;</td><td>PromoCell</td><td>C-41200</td><td></td></tr><tr><td>סרום בקר עוברי</td><td>Atlanta Biologics</td><td>S11250</td><td></td></tr><tr><td>SIRP&alpha;-PE/Cy7</td><td>BioLegend</td><td>323807</td><td></td></tr><tr><td>Tissue Construction</td><td>Company</td><td>Catalog</strong</td><td>>Comments</td></tr><tr><td>0.25% Trypsin/0.1% EDTA</td><td>פישר סיינטיפיק</td><td>25-053-CI</td><td>אופציונלי: לאיסוף תאים משלימים מעניינים</td></tr><tr><td>10x MEM</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>M0275-100ML</td><td></td></tr><tr><td>10x PBS מנות</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>P3813</td><td></td></tr><tr><td>קולגן, בקר מסוג I</td><td>Life Technologies</td><td>A10644-01</td><td>שמור על הקרח</td></tr><tr><td>DMEM/F12</td><td>Life Technologies</td><td>11330057</td><td></td></tr><tr><td>דולבקו s נשרים שונה בינוני (DMEM), גלוקוז גבוה</td><td>סיגמא-אולדריץ'</td><td>D5648</td><td></td></tr><tr><td>פולידימתילסילוקסן (PDMS)</td><td>Dow Corning</td><td>Sylgard 184</td><td></td></tr><tr><td>נתרן HEPES</td><td>סיגמא-אולדריץ</td>' <td>H3784</td><td></td></tr><tr><td>נתרן הידרוקסיד</td><td>סיגמא-אולדריץ'</td><td>221465</td><td></td></tr><tr><td><חזק>חומרים</חזק></td><td><חזק>חברה</חזק></td><td><חזק>מספר קטלוגי</חזק></td><td><חזק>הערות</חזק></td></tr><tr><td>1.5 מ"ל צינורות מיקרוצנטריפוגה</td><td>פישר סיינטיפיק</td><td>NC0536757</td><td></td></tr><tr><td>15 מ"ל צינור צנטריפוגה פוליפרוילן</td><td></td><td>352096</td><td></td></tr><tr><td>5 מ"ל פוליסטירן צינור</td><td>קורנינג</td> תחתון <td>עגול 352235</td><td>עם משולב 35 &mu; מסננת תאים</td></tr><tr><td>M 50 מ"ל צינור צנטריפוגה פוליפרוילן</td><td>קורנינג</td><td>352070</td><td></td></tr><tr><td>צלחת מטופלת בתרבית רקמות תחתית שטוחה 6 בארות</td> מגרד תאים <td>353046</td><td></td><td>קורנינג</td></tr>, <tr><td>חד פעמי</td><td>Biologix</td><td>70-2180</td><td></td></tr><tr><td>פוליסולפון</td><td>מקמאסטר-קאר</td><td></td><td></td></tr><tr><td>פוליטטרפלואורואתילן (טפלון)</td><td>מקמאסטר-קאר</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Equipment</td><td>Company</td><td>Catalog Number</td><td>Comments</td></tr><tr><td>Dissecting Microscope</td><td></td><td>Olympus SZ-61</td><td>או דומה, חייב להיות בעל תושבת למצלמה המהירה כדי לחבר</td></tr><tr><td>מערכת קצב חשמלית</td><td>Astro-Med, Inc</td><td>Grass S88X Stimulator</td><td></td></tr><tr><td>במהירות גבוהה מצלמה</td><td>Pixelink</td><td>PL-B741U</td><td>או דומה, אך חייבת להיות מסוגלת ל-100 פריימים לשנייה לקליטת נתונים מדויקת</td></tr><tr>בקרת <td></td><td></td><td>טמפרטורת הלוח</td><td>משמשת לשמירה על טמפרטורת המדיה במהלך שמירת נתונים.</td></tr><tr><td>Custom Materials</td><td>Company</td><td>Catalog Number</td><td>Comments</td></tr><tr><td>LabView Post-tracking Program</td><td></td><td></td><td>זמין לפי בקשה מהמחברים</td></tr></tbody></table>

בניית רקמות לב engineered האנושית תחם לחקור מנגנונים של טיפול בתאי לב

Construction of Defined Human Engineered Cardiac Tissues to Study Mechanisms of Cardiac Cell Therapy

הנדסת רקמות לב אנושיות יכולה להשפיע באופן מהותי על גילוי טיפולי באמצעות פיתוח מערכות סינון חדשות ספציפיות למינים המשכפלות את הנאמנות הביולוגית של שריר הלב האנושי הטבעי התלת מימדי, תוך מתן אפשרות לרמה מבוקרת של מורכבות ביולוגית, ומאפשרות ניטור אורכי לא הרסני של תפקוד התכווצות הרקמות. בתחילה, רקמות לב מהונדסות אנוש (hECT) נוצרו באמצעות כל אוכלוסיית התאים שהתקבלה מהתמיינות מכוונת של תאי גזע פלוריפוטנטיים אנושיים, שהניבו בדרך כלל פחות מ-50% קרדיומיוציטים. עם זאת, כדי ליצור מודלים חיזויים אמינים של שריר הלב האנושי, ולהבהיר מנגנונים של אינטראקציה הטרו-תאית, חיוני לשלוט במדויק בהרכב הביולוגי ברקמות מהונדסות. 
כדי לטפל במגבלה זו, אנו משתמשים במיון תאים חיים עבור סמן פני הלב SIRPα וסמן הפיברובלסטים CD90 כדי ליצור רקמות המכילות יחס של 3:1 של סוגי תאים אלה, בהתאמה, אשר לאחר מכן מעורבבים יחד ומתווספים לתמיסת מטריצה מבוססת קולגן. לפיכך, hECTs המתקבלים מוגדרים לחלוטין בהרכב המטריצה התאית והחוץ-תאית שלהם.
כאן אנו מתארים את הבנייה של hECTs מוגדרים כמערכת מודל להבנת מנגנונים של אינטראקציות תא-תא בטיפולים תאיים, תוך שימוש בדוגמה של תאי גזע מזנכימליים שמקורם במח עצם אנושי (hMSC) הנמצאים כיום בשימוש בניסויים קליניים בבני אדם. הרכב הרקמה המוגדר הוא הכרחי כדי להבין כיצד ה-hMSCs עשויים לקיים אינטראקציה עם סוגי תאי הלב האנדוגניים כדי לשפר את תפקוד הרקמות. מתוארת גם מערכת ביו-ריאקטור המתרבית בו זמנית שישה hECTs במקביל, מה שמאפשר שימוש יעיל יותר בתאים לאחר המיון.

כדי להשיג myocytes לב, גרסה מעט שונה של שיטות בידול Boheler וליאן משמשת 30,31. זה הכרחי כי הבידול מתחיל במהלך יומן פאזיים של צמיחת תאים, אלא גם כי אוכלוסיית המוצא היא ומחוברות מספיק כדי לקבל מספר שמיש של תאים לאחר המיון (כ 75% הם אופטימליים). בדרך כלל, עבור H7 hESCs, ציפוי בצפיפות של 140,000 hESCs לכל טוב של צלחת 6-היטב חיוני 8 התקשורת ו 5% CO 2 באינקובטור שמרו על 37 מעלות צלזיוס מניב תרבויות ומחוברות במידה מספקת לאחר 4 ימים כדי להתחיל את הבידול, כפי שמודגם <...

כתב יד זה מתאר את היצירה של רקמות לב מהונדסות מוגדרות באמצעות ביטוי סמני פני השטח ומיון תאים. לאחר מכן ניתן להשתמש ברקמות המוגדרות בביו-ריאקטור רב-רקמתי כדי לחקור מנגנונים של טיפול בתאי לב על מנת לספק מערכת מודל פונקציונלית, אך מבוקרת, של הלב האנושי.

בניית רקמות לב Engineered האנושית תחם לחקור מנגנונים של טיפול בתאי לב

Human cardiac tissue engineering can fundamentally impact therapeutic discovery through the development of new species-specific screening systems that ...

המטרה הכללית של פרוצדורה זו היא ליצור רקמות לב אנושיות מהונדסות בעלות הרכב תאי מוגדר. שיטה זו יכולה לתת מענה לאתגרים מרכזיים בתחום הנדסת רקמות הלב, כולל בקרה על שונות ויעילות דיפרנציאציה לבבית, והבנה כיצד סוגי תאים ספציפיים משפיעים על התפקוד הכיווץ של הלב. היתרון העיקרי של טכניקה זו הוא שהתוצאה הסופית היא רקמת לב אנושית מהונדסת בעלת הרכב מבוקר ומוגדר.שכפולים של טכניקה זו נפרשים לעבר טיפול במחלות לב, כיוון שרקמות מוגדרות יכולות לספק פלטפורמה חדשנית לסריקה ביו-רפואית ורלוונטית ביולוגית, המסוגלת להעריך התערבויות טיפוליות. למרות ששיטה זו יכולה לספק תובנות לגבי טיפולים קרדיאליים חדשניים, ניתן להשתמש במערכת הרקמה הלבבית ההנדסית האנושית גם כדי להבין מנגנונים של טיפול בתאי לב. החל מתרביות של cardiomyocyte המופקות מתאי גזע עובריים אנושיים, שטוף את התאים פעם אחת עם PBS והוסף 1 mL של 0.04% trypsin-EDTA.דגרו את התאים למשך 10 דקות ב-37 °C וב-5% CO2. בזמן דגירת התאים, הוסיפו 12 µL של ROCK inhibitor ל-6 mL של תמיסת נטרול טריפסין. הוציאו את הצלחות מהאינקובטור והוסיפו 1 mL מתמיסת הנטרול לכל באער בצלחת ששת-הבארות.העבירו את כל התאים מכל באער למספורה אחת של מבחנה לצנטריפוגה בנפח 15 מיליליטר. רחצו את כל ששת הבאערים בנפח אחד של 3 מיליליטר PBS והוסיפו שטיפה זו לתאים שבמבחנה. צנטריפוגו את המבחנה ב-300 ×g למשך חמש דקות בטמפרטורה של ארבע מעלות צלזיוס כדי לשקיע את התאים.כדי להכין את התאים למיון תאים חיים באמצעות FACS, הכין את תמיסת הצביעה על ידי הוספת 5 milliliters של FBS ו-50 microliters של ROCK inhibitor ל-45 milliliters של PBS על קרח. הסר את העלייה מהתאים המשקעים והשהה אותם מחדש ב-1.2 milliliters של תמיסת צביעה. העבר 200 microliters מהתאים המושהים לשפופרת צנטריפוגה חדשה של 50 milliliters שקויללה מראש על קרח.בשלב הבא, העבירו את המיליליטר הנותר של תרחיף התאים לשפופרת צנטריפוגה חדשה בנפח 50 מיליליטר שקוללה מראש על קרח, והוסיפו 2 µL של נוגדני SIRP alpha-PE/Cy7 ו-4 µL של נוגדני CD90-FITC. ערבבו בעדינות את תרחיף התאים באמצעות פיפט העברה והניחו את השפופרת על קרח. דגרו את שתי השפופרות בנפח 50 מיליליטר המכילות את ביקרת השלילה ואת הדגימה על שייקר נדנדה (rocker shaker) על קרח בטמפרטורה של 4 °C למשך שעה אחת.בזמן שהתאים נמצאים באינקובציה, העבירו 3 mL של מדיום דיפרנציאציה 2 לכל אחד משני מבחנות צנטריפוגה בנפח 15 mL. לאחר מכן, הוסיפו 3 µL של מעכב ROCK, ואחסנו מבחנות איסוף FACS אלו על קרח לפני השימוש. בשלב הבא, השקיעו את התאים הצבועים ב-300 ×g למשך חמש דקות בטמפרטורה של 4 °C.שטפו אותם פעמיים עם 10 milliliters של PBS קר מאוד. השביו בעדינות את משקע הדגימה ב-1 עד 3 milliliters של חוצץ צביעה המכיל DAPI. הוסיפו 500 microliters של חוצץ צביעה ללא DAPI למשקע של הביקורת השלילית.סננו את שתי תרחיפי התאים דרך מסנן תאים של 40 מיקרון כדי להסיר גושים של תאים, ולאחר מכן העבירו אותם למבחנות FACS מפוליסטירן על קרח. העבירו את הדגימות מיד לממיין התאים. התחילו עם דגימת ביקרת הצביעה השלילית כדי לקבוע את פרמטרי הגייט (gating).לאחר מכן, בעת הרצת תאי הדגימה, בצעו בחירה של אוכלוסיית התאים החיים השליליים ל-DAPI. אספו בנפרד הן את אוכלוסיית התאים החיוביים ל-FITC והן את אוכלוסיית התאים החיוביים ל-PE/Cy7 בלחץ של 20 PSI. לאחר תרבית התאים וריאגרגציה (reaggregation), כפי שמוסבר בפרוטוקול הכתוב, הוציאו את פלטות תרבית התאים מהאינקובטור והעבירו את המצע למבחנת צנטריפוגה בנפח של 50-milliliter.שטפו את הצלחות עם 3 mL של PBS והעבירו את השטיפה לאותה מבחנת צנטריפוגה של 50 mL. לאחר מכן, הוסיפו לצלחות 3 mL של 0.04% trypsin-EDTA והדגירו בטמפרטורה של 37 °C וב-5% CO2. לאחר חמש דקות, בחנו את הצלחות תחת מיקרוסקופ כדי לוודא את ניתוק התאים.לאחר שכל התאים ניתקו, הוסיפו שלוש מיליליטר של תמיסת נטרול טריפסין לצלחות. ערבבו בעדינות והעבירו את התאים לשפופרת הצנטריפוגה המקורית בנפח 50 מיליליטר. שטפו את הצלחות עם חמש מיליליטר של PBS והוסיפו גם שטיפה זו לשפופרת.שקיע את התאים על ידי סנטריפוגציה ב-300 ×g למשך חמש דקות בטמפרטורת החדר. הסר את הנוזל העליון והשהה מחדש את המשקע ב-1 mL של neonatal bovine serum, או מצע NBS. לאחר מכן, העבר את התאים לשפופרת מיקרו-סנטריפוגה של 1.5 mL.שקיעו את התאים ב-300 ×g למשך חמש דקות בטמפרטורת החדר והסירו את העלייה. כדי להתחיל ביצירת שש רקמות לב מהונדסות, דללו 60.0 µL של תמיסת מלאי קולגן בריכוז 5 mg/mL לריכוז של 3.125 mg/mL באמצעות 1.5 µL של נתרן הידרוקסיד 1 M, 9.6 µL של 10X PBS ו-24.9 µL של מים מזוקקים סטריליים. בשלב זה, קריטי למנוע כניסת בועות אוויר לתערובת הקולגן, מכיוון שבועות האוויר משתחררות לאט מהתמיסה הצמיגית ועלולות להפריע להיווצרות הרקמה במהלך דחיסת הרקמה.טפטפו לאורך דופן המבחנה בנפח 15 מיליליטר כדי להוסיף 12.0 µL של 10X MEM ו-0.2 normal heaps ב-pH 9 לצורך דילול תערובת הקולגן. לאחר מכן, הוסיפו את המטריצה של הקרום הבסיסי לתערובת הקולגן עד לריכוז סופי של 0.9 mg/mL וערבבו בעדינות. שמרו תערובת רקמה סופית זו על קרח.בשלב הבא, העבירו את כל תערובת הרקמה אל משקע התאים והוסיפו תאים משלימים כפי שמצוין בפרוטוקול הכתוב. מלאו את המבחנה עד לנפח סופי של 150 microliters באמצעות מצע NBS ללא תאים וערבבו בעדינות. העבירו בזהירות באמצעות פיפט 25 microliters של תגלי התאים לכל אחת משש הבארות בלוח הבסיס של הביוראקטור.חזור על הליך הערבוב בין כל באער כדי להשעות מחדש תאים שעשויים להיות שקועים. העבר בפיפטה רק רקמה אחת לכל באער בכל פעם כדי להבטיח נפח ומספר תאים עקביים לכל רקמה. בנפרד, דחף שתי שורות של חיישני כוח מ-polydimethylsiloxane, או PDMS, לשני צדי מסגרת הפוליסולפון כדי ליצור שישה זוגות של עמודי קצה נגדיים.הפוך את המסגרת מעל ללוח הבסיס כך שזוג אחד של מוטות ייכנס לכל באר המכילה את תרחיף התאים. לאחר מכן, הנח את הביוראקטור בתוך צלחת של 60 מילימטר והנח צלחת זו, ללא המכסה שלה, בתוך צלחת של 10 סנטימטר. הנח את המכסה על צלחת ה-10 סנטימטר והעבר את כל מכלול הביוראקטור לתוך אינקובטור לתרביות רקמה.לאחר שעתיים של אינקובציה, הוצא את מערכת הביוריאקטור והוסף 14 milliliters של מצע NBS כדי לכסות את פלטת הבסיס. החזר את הביוריאקטור לאינקובטור לתרבית תאים והחלף מחצית מהמצע מדי יום. לאחר 48 שעות, הסר את פלטת הבסיס בעדינות, בתוספת של מספר מילימטרים בכל פעם.לאחר מכן, החזירו את הביוראקטור למצע כך שהרקמה פונה כלפי מטה. אם רקמה נופלת מעמוד בעת הסרת לוח הבסיס, הצמידו אותה בעדינות בחזרה לעמוד. דיפרנציאציה של תאי גזע עובריים אנושיים מביאה לתרבית מעורבת המורכבת בעיקר מקריוציטים ופיברובלסטים, אשר מארגנים את עצמם לצבירי תאים ויוצרים רשתות פועמות חזק לאורך כל הצלחת.מיון FACS של תרביות אלו גילה כי שיטת דיפרנציאציה זו מביאה לאוכלוסייה המכילה לפחות 65% תאים חיוביים ל-SIRP alpha ו-10% תאים חיוביים ל-CD90. לאחר הסרת פלטת הבסיס, רקמות לב אנושיות מהונדסות, או HECTs, נשארות להרכיב את עצמן בתוך הביוראקטור. HECTs בוגרות ודחוסות מסיטות באופן נראה לעין את עמודי חישוב הכוח המשולבים עם כוח ממוצע של 5 עד 15 micronewtons.מדידות של כוח התכווצות (Twitch force) חושפות כיצד משתנים מבודדים משנים את כוח ההתכווצות ברקמות מהונדסות מוגדרות אלו. כאן, כאשר הרקמות מועשרות ב-10% human mesenchymal stem cells, נצפתה הגברה משמעותית של כוח ההתכווצות הן בתדר קצבי של 1Hz והן בתדר של 2Hz. לאחר רכישת המיומנות, תהליך הדיפרנציאציה יארך כ-20 ימים, מיון התאים כחמש שעות, ובניית הרקמה כשלוש שעות.שבעה ימים נוספים יהיו דרושים להיווצרות תקינה של הרקמה לאחר הבנייה. בעקבות הליך זה, ניתן לבצע שיטות אחרות, כולל סימון תאים והוספת רכיבים לתערובת הרקמה, במטרה לענות על שאלות נוספות בנוגע להשפעות של אינטראקציות ספציפיות בין תאים או כדי לקבוע את מנגנוני הטיפול התאי. לאחר צפייה בסרטון זה, צריכה להיות לכם הבנה טובה של האופן שבו יוצרים רקמות לב אנושיות מהונדסות בעלות הרכב תאי ידוע ונשלט.

construction-defined-human-engineered-cardiac-tissues-to-study

Research

JoVE Journal

Bioengineering

הנדסה ביולוגית

הדור של רקמת שריר לב מיושר הוא דרישת מפתח להתאמת ההתקדמות בביולוגיה של תאי גזע למטרות שימושיות מבחינה קלינית. להלן נתאר גישת הדפסת microcontact לשליטה המדויקת של צורת תא ותפקודו. שימוש באוכלוסיות מטוהרות מאוד של תאי גזע עובריים מופקים אבות לב, אז אנחנו מייצרים רקמת שריר לב מתפקד איזוטרופי.

דור של רקמות שריר לב פונקציונליות מזדהות באמצעות הדפסת microcontact

כאן, אנו מציגים את הדור של רקמת לב מהונדסים אנושי מתאי גזע מושרים (hiPSC) -derived cardiomyocytes. אנו מציגים שיטה לנתח בכוח התכווצות ושינוי למופת של דפוס כיווץ ידי מעכב ערוץ hERG E-4031. שיטה זו מציגה רמה גבוהה של חוסן ויכולת התאמת הקרנת סמי לב.

ניתוח התכווצות האוטומטי של רקמת לב Engineered האנוש להקרנת בטיחות תרופת לב

פרוטוקול זה מתאר שיטה מבוססת-עובש נטו ליצירת רקמות לגרדום ללא לב תלת מימדי עם המבנית משביע רצון והתנהגות מכות סינכרוני.

שיטה המבוססת על עובש נטו הבריאה ברקמת הלב לגרדום ללא תלת מימדי

פרוטוקול זה מתאר את ההליך עבור הנחת פרוסות לב של האדם לניסויים פרה-קליניים ופרטים השימוש במיפוי אופטי עבור הקלטת מתח טרנסממברניות ואותות סידן תאיים בו מפרוסות אלה.

מיפוי אופטי של הערכת החשמל לניתוחי לב באמצעות מתח כפול וסידן

הפרוטוקול הנוכחי מייצר רקמות לב מהונדסות בצורת רשת המכילות תאי לב וכלי דם המופקים מתאי גזע פלורופוטנטיים אנושיים כדי לאפשר חקירה של טיפול השתלת תאים למחלות לב.

הכנת רקמות לב מהונדסות בצורת רשת נגזר תאי iPS אנושיים לתיקון שריר הלב Vivo

כאן, אנו מתארים מתודולוגיה קלה לשימוש כדי ליצור מערכי מיקרוטיסו לבביים תלת-ממדיים בהרכבה עצמית המורכבים מקרדיומיוציטים פלואוריפוטנטיים מובחנים מראש המושרים על ידי בני אדם, קרדיומיוציטים שמקורם בתאי גזע, פיברובלסטים לבביים ותאי אנדותל. תא זה ידידותי למשתמש ונמוך הדורש טכניקה כדי ליצור microtissues לב ניתן ליישם עבור מידול מחלות ושלבים מוקדמים של פיתוח תרופות.

ייצור מערכי מיקרוטיסו לב תלת-ממדיים באמצעות קרדיומיוציטים אנושיים שמקורם ב-IPSC, פיברובלסטים לבביים ותאי אנדותל

פרוטוקול זה נועד להמציא כדורי לב תלת-מיוד (CSs) על-ידי שיתוף תאים בטיפות תלויות. CSs משובץ קולגן מטופלים עם דוקסוקובין (DOX, סוכן קרדיוקסי) בריכוזים פיזיולוגיים כדי מודל אי ספיקת לב. במבחנה בדיקות באמצעות CSS שטופלו DOX עשוי לשמש כדי לזהות טיפולים חדשניים עבור חולי אי ספיקת לב.

ספרואידים לב כמו במבחנה ביו מהונדסת רקמות לב לחקור פתופיזיולוגיה לב אנושי

מטרת פרוטוקול זה היא להסביר ולהדגים את התפתחותו של מודל מיקרופלואידי תלת מימדי (3D) של רקמת לב אנושית מיושרת מאוד, המורכבת מקרדיומיוציטים שמקורם בתאי גזע במשותף עם פיברובלסטים לבביים (CFs) בתוך הידרוג'ל ביומימטי, מבוסס קולגן, ליישומים בהנדסת רקמת לב, הקרנת תרופות ומידול מחלות.

פיתוח רקמת לב אנושית מאורגנת תלת מימדית בתוך פלטפורמה מיקרופלואידית

מוצגת כאן סדרה של פרוטוקולים ליצירה ושימור בהקפאה של ספרואידים לבביים (CSs) מקרדיומיוציטים פלוריפוטנטיים המושרים על ידי בני אדם שמקורם בתאי גזע בתרבית בפורמט רב-ממדי בעל תפוקה גבוהה. מודל תלת מימדי זה מתפקד כפלטפורמה חזקה למידול מחלות, הקרנות בתפוקה גבוהה, ושומר על הפונקציונליות שלו לאחר שימור בהקפאה.

ייצור, סינון בתפוקה גבוהה וביו-בנקאות של ספרואידים לבביים פלוריפוטנטיים שמקורם בתאי גזע המושרים על ידי בני אדם

רקמות לב תלת-ממדיות שהונדסו ביולוגית באמצעות קרדיומיוציטים שמקורם בתאי גזע התגלו כמודלים מבטיחים לחקר שריר הלב האנושי הבריא והחולה במבחנה תוך שחזור היבטים מרכזיים של נישת הלב הטבעית. כתב יד זה מתאר פרוטוקול לייצור וניתוח רקמות לב מהונדסות בעלות תוכן גבוה שנוצרו מקרדיומיוציטים פלוריפוטנטיים המושרים על ידי תאי גזע המושרים על ידי בני אדם.

תכנון ביוריאקטור לשיפור איסוף הנתונים והפקת מודלים של רקמות לב מהונדסות

מוצגת שיטה הניתנת לשחזור ליצירת רקמות שריר הלב תלת מימדיות המשלבות כתיבה אלקטרו-ספינינג נמס (MEW), פיגומי פוליקפרולקטון (PCL) והידרוג'לים פיברין עם קרדיומיוציטים ופיברובלסטים שמקורם ב-hiPSC. טכניקה זו מציעה שליטה מדויקת על ארכיטקטורת הפיגומים וניתן ליישם אותה בבדיקות תרופות פרה-קליניות ובמודלים של מחלות לב.

יצירת רקמת שריר הלב האנושית בתלת מימד באמצעות כתיבה אלקטרו-ספינינג נמס של פיגומי פוליקפרולקטון ותאי לב שמקורם ב-hiPSC

חקור בניית רקמות לב הנדסיות אנושיות בעלות הרכב תאים מוגדר באמצעות מיון תאים לפי ביטוי סמנים פנייתיים. שיטה זו מאפשרת הערכת התערבויות טיפוליות בלב ומספקת מודל ביולוגי מתקדם לחקר מנגנוני תרפיית תאי לב.

בניית רקמות לב Engineered האנושית תחם לחקור מנגנונים של טיפול בתאי לב

גלה סרטונים נוספים