Name: ניתוח התכווצות האוטומטי של רקמת לב Engineered האנוש להקרנת בטיחות תרופת לב (וידאו) | JoVE Journal
Uploaded: 2017-04-15T13:00:00.000+00:00
Duration: 10 min 39 s
Description: חקור ניתוח התכווצות אוטומטי של רקמת לב הנדסית מושרית מתאי גזע פלוריפוטנטיים אנושיים לסקרינג תרופות ומידול מחלות לב. שיטה זו מאפשרת מדידת כוח התכווצות בתנאים סטריליים לאורך זמן.

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

המחברים מודים אלסנדרה מורטי דניס ושאדה עבור תרומה של חומר מסוגם. אנו מכירים את התמיכה הגדולה של קבוצת עבודה שב&quot;ס EHT במחלקה לפרמקולוגיה ניסיוני טוקסיקולוגיה של צעידה נמרצת. עבודתם של המחברים נתמך על ידי תרומות של DZHK (מרכז גרמנית למחקר קרדיו) ומשרד הגרמנית לחינוך ולמחקר (BMBF), קרן המחקר הגרמנית (DFG Es 88 / 12-1, HA 3423 / 5-1 ), המרכז הלאומי הבריטי עבור החלפת חידוד &amp; הפחתת בבעלי חיים למחקר (סדק IT NC3Rs להעניק 35,911-259,146), קרן הלב הבריטית RM / 13 / 30,157, המועצה האירופית למחקר (Advanced Grant IndivuHeart), קרן הלב גרמנית ואת פרייה und Hansestadt המבורג.

<ol><li>Laverty, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((How+can+we+improve+our+understanding+of+cardiovascular+safety+liabilities+to+develop+safer+medicines%3F%5BTitle%5D)+AND+%22Br+J+Pharmacol%22%5BJournal%5D)">How can we improve our understanding of cardiovascular safety liabilities to develop safer medicines?</a> Br J Pharmacol. 163 (4), 675-693 (2011).</li>
<li>Guidance for Industry S7B Nonclinical Evaluation of the Potential for Delayed Ventricular Repolarization (QT Interval Prolongation) by Human Pharmaceuticals. , U.S. Department of Health and Human Services
Food and Drug Administration. Available from:
 <a target="_blank" href="http://www.fda.gov/downloads/drugs/guidancecomplianceregulatoryinformation/guidances/ucm074963.pdf">http://www.fda.gov/downloads/drugs/guidancecomplianceregulatoryinformation/guidances/ucm074963.pdf</a> (2005).</li>
<li>Takahashi, K., Yamanaka, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Induction+of+pluripotent+stem+cells+from+mouse+embryonic+and+adult+fibroblast+cultures+by+defined+factors%5BTitle%5D)+AND+%22Cell%22%5BJournal%5D)">Induction of pluripotent stem cells from mouse embryonic and adult fibroblast cultures by defined factors.</a> Cell. 126, 663-676 (2006).</li>
<li>Burridge, P. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Chemically+defined+generation+of+human+cardiomyocytes%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Methods%22%5BJournal%5D)">Chemically defined generation of human cardiomyocytes.</a> Nat Methods. 11 (8), 855-860 (2014).</li>
<li>Kempf, H., Kropp, C., Olmer, R., Martin, U., Zweigerdt, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cardiac+differentiation+of+human+pluripotent+stem+cells+in+scalable+suspension+culture%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Protoc%22%5BJournal%5D)">Cardiac differentiation of human pluripotent stem cells in scalable suspension culture.</a> Nat Protoc. 10 (9), 1345-1361 (2015).</li>
<li>Yang, X., Pabon, L., Murry, C. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Engineering+adolescence%3A+maturation+of+human+pluripotent+stem+cell-derived+cardiomyocytes%5BTitle%5D)+AND+%22Circ+Res%22%5BJournal%5D)">Engineering adolescence: maturation of human pluripotent stem cell-derived cardiomyocytes.</a> Circ Res. 114 (3), 511-523 (2014).</li>
<li>Mannhardt, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Human+Engineered+Heart+Tissue%3A+Analysis+of+Contractile+Force%5BTitle%5D)+AND+%22Stem+Cell+Reports%22%5BJournal%5D)">Human Engineered Heart Tissue: Analysis of Contractile Force.</a> Stem Cell Reports. 7 (1), 29-42 (2016).</li>
<li>Eder, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effects+of+proarrhythmic+drugs+on+relaxation+time+and+beating+pattern+in+rat+engineered+heart+tissue%5BTitle%5D)+AND+%22Bas+Res+Cardiol%22%5BJournal%5D)">Effects of proarrhythmic drugs on relaxation time and beating pattern in rat engineered heart tissue.</a> Bas Res Cardiol. 109 (6), 436(2014).</li>
<li>Stöhr, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Contractile+abnormalities+and+altered+drug+response+in+engineered+heart+tissue+from+Mybpc3-targeted+knock-in+mice%5BTitle%5D)+AND+%22J+Mol+Cell+Cardiol%22%5BJournal%5D)">Contractile abnormalities and altered drug response in engineered heart tissue from Mybpc3-targeted knock-in mice.</a> J Mol Cell Cardiol. 63, 189-198 (2013).</li>
<li>Schaaf, S. <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>Hansen, A. <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>Frank, S., Zhang, M., Schöler, H. R., Greber, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Small+molecule-assisted%2C+line-independent+maintenance+of+human+pluripotent+stem+cells+in+defined+conditions%5BTitle%5D)+AND+%22PloS+One%22%5BJournal%5D)">Small molecule-assisted, line-independent maintenance of human pluripotent stem cells in defined conditions.</a> PloS One. 7 (7), e41958(2012).</li>
<li>Lanier, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Wnt+inhibition+correlates+with+human+embryonic+stem+cell+cardiomyogenesis%3A+A+structure-activity+relationship+study+based+on+inhibitors+for+the+Wnt+response%5BTitle%5D)+AND+%22J+Med+Chem%22%5BJournal%5D)">Wnt inhibition correlates with human embryonic stem cell cardiomyogenesis: A structure-activity relationship study based on inhibitors for the Wnt response.</a> J Med Chem. 55 (2), 697-708 (2012).</li>
<li>Hirt, M. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Increased+afterload+induces+pathological+cardiac+hypertrophy%3A+a+new+in+vitro+model%5BTitle%5D)+AND+%22Bas+Res+Cardiol%22%5BJournal%5D)">Increased afterload induces pathological cardiac hypertrophy: a new in vitro model.</a> Bas Res Cardiol. 107 (6), 307-323 (2012).</li>
<li>Jacob, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Analysis+of+Tyrosine+Kinase+Inhibitor-Mediated+Decline+in+Contractile+Force+in+Rat+Engineered+Heart+Tissue%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+One%22%5BJournal%5D)">Analysis of Tyrosine Kinase Inhibitor-Mediated Decline in Contractile Force in Rat Engineered Heart Tissue.</a> PLoS One. 11 (2), e0145937(2016).</li>
<li>Friedrich, F. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Evidence+for+FHL1+as+a+novel+disease+gene+for+isolated+hypertrophic+cardiomyopathy%5BTitle%5D)+AND+%22Hum+Mol+Genet%22%5BJournal%5D)">Evidence for FHL1 as a novel disease gene for isolated hypertrophic cardiomyopathy.</a> Hum Mol Genet. 21 (14), 3237-3254 (2012).</li>
<li>Crocini, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Impact+of+ANKRD1+mutations+associated+with+hypertrophic+cardiomyopathy+on+contraction+parameters+of+engineered+heart+tissue%5BTitle%5D)+AND+%22Bas+Res+Cardiol%22%5BJournal%5D)">Impact of ANKRD1 mutations associated with hypertrophic cardiomyopathy on contraction parameters of engineered heart tissue.</a> Bas Res Cardiol. 108 (3), 349(2013).</li>
<li>Fiedler, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Development+of+Long+Noncoding+RNA-Based+Strategies+to+Modulate+Tissue+Vascularization%5BTitle%5D)+AND+%22J+Am+Coll+Cardiol%22%5BJournal%5D)">Development of Long Noncoding RNA-Based Strategies to Modulate Tissue Vascularization.</a> J Am Coll Cardiol. 66 (18), 2005-2015 (2015).</li>
<li>van Meer, B. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Small+molecule+absorption+by+PDMS+in+the+context+of+drug+response+bioassays%5BTitle%5D)+AND+%22Biochem+Biophysl+Res+Commun%22%5BJournal%5D)">Small molecule absorption by PDMS in the context of drug response bioassays.</a> Biochem Biophysl Res Commun. , (2016).</li>
<li>Godier-Furnémont, A. F. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Physiologic+force-frequency+response+in+engineered+heart+muscle+by+electromechanical+stimulation%5BTitle%5D)+AND+%22Biomaterials%22%5BJournal%5D)">Physiologic force-frequency response in engineered heart muscle by electromechanical stimulation.</a> Biomaterials. 60, 82-91 (2015).</li>
<li>Eng, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Autonomous+beating+rate+adaptation+in+human+stem+cell-derived+cardiomyocytes%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Commun%22%5BJournal%5D)">Autonomous beating rate adaptation in human stem cell-derived cardiomyocytes.</a> Nat Commun. 7, 10312(2016).</li>
<li>Huebsch, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Miniaturized+iPS-Cell-Derived+Cardiac+Muscles+for+Physiologically+Relevant+Drug+Response+Analyses%5BTitle%5D)+AND+%22Sci+Rep%22%5BJournal%5D)">Miniaturized iPS-Cell-Derived Cardiac Muscles for Physiologically Relevant Drug Response Analyses.</a> Sci Rep. 6 (24726), 1-12 (2016).</li>
<li>Masumoto, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+myocardial+regenerative+potential+of+three-dimensional+engineered+cardiac+tissues+composed+of+multiple+human+iPS+cell-derived+cardiovascular+cell+lineages%5BTitle%5D)+AND+%22Sci+Rep%22%5BJournal%5D)">The myocardial regenerative potential of three-dimensional engineered cardiac tissues composed of multiple human iPS cell-derived cardiovascular cell lineages.</a> Sci Rep. 6 (29933), 1-10 (2016).</li>
<li>Ravenscroft, S. M., Pointon, A., Williams, A. W., Cross, M. J., Sidaway, J. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cardiac+Non-myocyte+Cells+Show+Enhanced+Pharmacological+Function+Suggestive+of+Contractile+Maturity+in+Stem+Cell+Derived+Cardiomyocyte+Microtissues%5BTitle%5D)+AND+%22Toxicol+Sci%22%5BJournal%5D)">Cardiac Non-myocyte Cells Show Enhanced Pharmacological Function Suggestive of Contractile Maturity in Stem Cell Derived Cardiomyocyte Microtissues.</a> Toxicol Sci. 152 (1), 99-112 (2016).</li>
<li>Zhang, J. H., Chung, T. D. Y., Oldenbutg, K. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+Simple+Statistical+Parameter+for+Use+in+Evaluation+and+Validation+of+High+Throughput+Screening+Assays%5BTitle%5D)+AND+%22J+Biomol+Screen%22%5BJournal%5D)">A Simple Statistical Parameter for Use in Evaluation and Validation of High Throughput Screening Assays.</a> J Biomol Screen. 4 (2), 67-73 (1999).</li>
<li>Vandenburgh, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Durg-screening+platform+based+on+the+contractility+of+tissue-engineered+muscle%5BTitle%5D)+AND+%22Muscle+Nerve%22%5BJournal%5D)">Durg-screening platform based on the contractility of tissue-engineered muscle.</a> Muscle Nerve. 37 (4), 438-447 (2008).</li>
<li>EHT Technologies GmbH. , Available from: 
 <a target="_blank" href="http://www.eht-technologies.com">http://www.eht-technologies.com</a> Forthcoming.</li>
</ol>

IM, TE ו AH הם מהמייסדים של GmbH טכנולוגיות EHT, גרמניה.

רקמת לב מהונדסים מציעה אפשרות רבת ערך בתיבת כלי מחקר לב וכלי דם. EHTs בפורמט 24-היטב הוכיח יקר עבור מודלי מחלה 8, 14, הקרנת בטיחות תרופת 7, 8, 10, 11, 15, או למחקר קרדיו בסיסי 16, 17. <p class="jove_...

תופעות לוואי לב כגון תסמונת QT-induced סמים הארוכה הובילו משייכות שוק לאורך השנים האחרונות. הסטטיסטיקה מצביעה על כך כ -45% מכלל משיכות הן בשל השפעות לא רצויות על מערכת הלב וכלי הדם 1. כישלון התרופה הזו לאחר התהליך ואישור התפתחותי היקר הוא התרחיש הגרוע ביותר עבור חברות תרופות. מחלקות מחקר ופיתוח ולפיכך להתמקד זיהוי של תופעות קרדיווסקולריות רצויות כגון מוקדם. אם יש לך חששות כלכליים ואתיים, המאמצים לצמצום ניסויים בבעלי החיים ולהחליפם מבחני מיון חדשים במבחנה נמשכת. סט של מבחנים הוקמו כלולים מנהל המזון והתרופות בארה&quot;ב (FDA) סוכנות תרופות האירופית (EMA) הנחיות להערכת פרה-קלינית של שפעות תרופת proarrhythmic 2. הטכנולוגיה של תכנות מחדש תאים סומטיים ואחריו בידול שלתאי גזע אנושיים מושרים (hiPSC) שפרו שדה מחקר זה 3. כעת הוא מציע את האפשרות לסנן מועמדי תרופה חדשים על שריר לב אנושי במבחנה ונמנע בעיות עם הבדלים-מיני שאר. פרוטוקולי בידול לב אחרונים 4, 5 לספק היצע בלתי מוגבל של שריר לב בלי חשש אתי. עם זאת, המדידה של כוח ההתכווצות, החשוב ביותר המאופיין ביותר בפרמטר vivo של שריר לב, אינה מבוססת דיו. זה קשור הבגרות היחסית 6 של שריר לב הנגזרות תא גזע מושר האנושי (hiPSC-CM) בהשוואת cardiomyocyte המבוגר. התקדמות אפשרית היא להנדס רקמת לב 3 ממדים ממשפחות חד תאי 7 (רקמה לב מהונדס, EHT). פרוטוקול EHT מבוסס על הטבעה בעכברים יחידים או שריר לב אנושי 8 </sup&gt;, 9, 10 ב הידרוג&#39;ל הפיברין בין שני polydimethylsiloxane הגמיש (PDMS) הודעות 11 בפורמט 24-היטב. תוך כמה ימים cardiomyocytes להתחיל להתכווץ באופן ספונטני כמו תאים בודדים ולהתחיל להקים רשתות סלולריות. לאחר 7-10 ימים, התכווצויות מקרוסקופית של הרקמה כולה גלויות. במהלך תהליך זה מטריקס היא שופצה, אשר מובילה לירידה של קוטר ואורך. קיצור של תוצאות EHT כיפוף של PDMS לפרסם אפילו במנוחה, העמדת cardiomyocytes בתוך EHT בפיתוח עומס מתמשך. EHTs ממשיך לבצע התכווצויות שרירי auxotonic פני מספר שבועות. EHTs האדם להראות תגובות לגירויים פיסיולוגיים תרופתיים מציין התאמת הקרנה ומחלות תרופת דוגמנות 7. בכתב היד הזה אנו מציגים פרוטוקול חזק וקל עבור generatiעל של EHT האנושית, ואת ניתוח התכווצות אוטומטית של שינויים תלויי ריכוז של דפוס כיווץ בנוכחות מעכבי ערוץ hERG.

<table><tbody><tr><td>EHT ניתוח intrument</td><td>EHT Technologies GmbH</td><td>A0001</td><td>תוכנה כלולה</td></tr><tr><td>EHT PDMS מתלה</td><td>EHT Technologies GmbH</td><td>C0001</td><td></td></tr><tr><td>EHT PTFE מרווח</td><td>EHT Technologies GmbH</td><td>C0002</td><td></td></tr><tr><td>אלקטרודה</td><td>EHT Technologies GmbH</td><td>P0001</td><td></td></tr><tr><td>EHT מתאם/כבל קצב EHT</td><td>Technologies GmbH</td><td>P0002</td><td></td></tr><tr><td>צלחת 24 בארות</td><td>Nunc</td><td>144530</td><td></td></tr><tr><td>6 צלחת תרבית תאים באר</td><td>Nunc</td><td>140675</td><td></td></tr><tr><td>צינור בז 15 מ"ל, בוגר&nbsp;</td><td>Sarstedt</td><td>62,554,502</td><td></td></tr><tr><td>מגרד תאים</td><td>Sarstedt</td><td>831,830</td><td></td></tr><tr><td>בקבוק ספינר</td><td>אינטגרה</td><td>182 101</td><td></td></tr><tr><td>בוחש Variomag / Cimarec Biosystem Direct&nbsp;</td><td>Thermo scientific</td><td>70101</td><td>התאם את מהירות הרוטור ל-40 סל"ד</td></tr><tr><td>T175 בקבוק תרבית תאים&nbsp;</td><td>סרסטדט&nbsp;</td><td>831,812,002</td><td></td></tr><tr><td>מתלה שקיעה בצורת V&nbsp;</td><td>מיוצר בהתאמה אישית ב- UKE Hamburg</td><td>na</td><td></td></tr><tr><td>10 & פעמים; DMEM</td><td>Gibco</td><td>52100</td><td></td></tr><tr><td>1-תיוגליצרול&nbsp;</td><td>סיגמא אולדריץ'</td><td>M6145</td><td></td></tr><tr><td>2-פוספו-L-חומצה אסקורבית מלח טריסודיום</td><td>סיגמא אולדריץ'</td><td>49752</td><td></td></tr><tr><td>אקטיבין-A&nbsp;</td><td>מו"פ מערכות D</td><td>338-AC</td><td></td></tr><tr><td>אגרוז&nbsp;</td><td>Invitrogen</td><td>15510-019</td><td></td></tr><tr><td>Aprotinin</td><td>Sigma Aldrich</td><td>A1153</td><td></td></tr><tr><td>Aqua ad injectabilia</td><td>Baxter GmbH</td><td>1428</td><td></td></tr><tr><td>B27 PLUS אינסולין&nbsp;</td><td>גיבקו</td><td>17504-044</td><td></td></tr><tr><td>BMP-4</td><td>מו"פ מערכות D</td><td>314-BP</td><td></td></tr><tr><td>קולגנאז II&nbsp;</td><td>וורת'ינגטון</td><td>LS004176</td><td></td></tr><tr><td>DMEM</td><td>ביוכרום</td><td>F0415</td><td></td></tr><tr><td>DMSO&nbsp;</td><td>סיגמא אולדריץ'</td><td>D4540</td><td></td></tr><tr><td>DNase II, סוג V (מטחול בקר)</td><td>סיגמא&nbsp;</td><td>D8764</td><td></td></tr><tr><td>דורסומורפין&nbsp;</td><td>abcam</td><td>ab120843</td><td></td></tr><tr><td>EDTA&nbsp;</td><td>Roth</td><td>8043.2</td><td></td></tr><tr><td>סרום עגל עוברי</td><td>Gibco</td><td>10437028</td><td></td></tr><tr><td>FGF2</td><td>Miltenyi Biotec</td><td>130-104-921</td><td></td></tr><tr><td>פיברינוגן (בקר)</td><td>Sigma Aldrich</td><td>F8630</td><td></td></tr><tr><td>Geltrex&nbsp;</td><td>Gibco</td><td>A1413302</td><td>לציפוי: 1:200 דילול</td></tr><tr><td>HBSS w/o Ca2+/Mg2+&nbsp;</td><td>גיבקו</td><td>14175-053</td><td></td></tr><tr><td>HEPES&nbsp;</td><td>רוט</td><td>9105.4</td><td></td></tr><tr><td>סרום סוסים</td><td>טכנולוגיות חיים</td><td>26050088</td><td></td></tr><tr><td>אלבומין סרום אנושי&nbsp;</td><td>תעשיות ביולוגיות</td><td>05-720-1B</td><td></td></tr><tr><td>אינסולין,</td><td>סיגמא אולדריץ'</td> אנושי <td>I9278</td><td></td></tr><tr><td>L-גלוטמין</td><td>גיבקו</td><td>25030-024</td><td></td></tr><tr><td>ליפידמיקס&nbsp;</td><td>Sigma Aldrich</td><td>L5146</td><td></td></tr><tr><td>Matrigel</td><td>BD Biosciences</td><td>354234</td><td>עבור EHT reconsitutionmix.</td></tr><tr><td>N-Benzyl-p-Toluenesulfonamide</td><td>TCI</td><td>B3082-25G</td><td></td></tr><tr><td>PBS w/o MgCl2/CaCl2</td><td>Biochrom</td><td>14190</td><td></td></tr><tr><td>פניצילין/סטרפטומיצין</td><td>Gibco</td><td>15140</td><td></td></tr><tr><td>פלורוניק F-127&nbsp;</td><td>סיגמא אולדריץ'</td><td>P2443</td><td></td></tr><tr><td>אלכוהול פוליוויניל&nbsp;</td><td>סיגמא אולדריץ'</td><td>P8136</td><td></td></tr><tr><td>RPMI 1640&nbsp;</td><td>Gibco</td><td>21875</td><td></td></tr><tr><td>נתרן סלניט</td><td>סיגמא אולדריץ'</td><td>S5261</td><td></td></tr><tr><td>TGF&szlig; 1</td><td>פפרוטק</td><td>100-21</td><td></td></tr><tr><td>תרומבין</td><td>סיגמא אולדריץ'</td><td>T7513</td><td></td></tr><tr><td>טרנספרין&nbsp;</td><td>Sigma Aldrich</td><td>T8158</td><td></td></tr><tr><td>Y-27632</td><td>Biorbyt</td><td>orb6014</td><td></td></tr><tr><td>hiPSC</td><td>מותאם אישית ב- UKE</td><td>המבורג עם</td><td></td></tr><tr><td>ערכת קרדיומיוציטים של תאים</td><td>Cellular Dynamics International</td><td>CMC-100-010-001</td><td></td></tr><tr><td>ערכת קרדיומיוציטים פלוריציטים Pluricyx</td><td></td><td>PCK-1.5</td><td></td></tr><tr><td>Cor.4U - ערכת קרדיומיוציטים HiPSC</td><td>Axiogenesis AG</td><td>Ax-C-HC02-FR3</td><td></td></tr><tr><td>Cellartis קרדיומיוציטים</td><td>Takara Bio USA, Inc.</td><td>Y10075</td><td></td></tr></tbody></table>

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

Automated Contraction Analysis of Human Engineered Heart Tissue for Cardiac Drug Safety Screening

הנדסת רקמות לב מתארת ​​טכניקות להוות שלוש רקמות מהונדסות מניב כוח ממדים. לשם יישום הנהלים אלה במחקר בסיסי ופיתוח תרופות פרה-קליני, חשוב לפתח פרוטוקולים עבור דור אוטומטי וניתוחים בתנאים סטנדרטיים. כאן, אנו מציגים טכניקה ליצירת רקמת לב Engineered (EHT) מ cardiomyocytes של מינים שונים (חולדה, עכבר, אדם). הטכניקה מתבססת על מכלול של א-ג&#39;ל הפיברין המכיל cardiomyocytes ניתק בין polydimethylsiloxane אלסטי (PDMS) הודעות בפורמט 24-היטב. שלוש ממדי, מניב כוח EHTs מהווה בתוך שבועות אחרי הליהוק. הליך זה מאפשר לדור של כמה מאות EHTs בשבוע מוגבל מבחינה טכנית רק על ידי הזמינות של שריר הלב (0.4-1.0 x 10 6 / EHT). הערכת התכווצויות שרירי auxotonic מתבצעת בתא דגירה שונה עם mechanמשתלב iCal עבור צלחות 24-היטב ומצלמה ממוקמת על גבי תא זה. תוכנה שולטת במצלמה עבר על מערכת צירים XYZ לכל EHT. התכווצויות EHT מזוהות על ידי אלגוריתם זיהוי דמות אוטומטי, וכוח מחושב על בסיס קיצור של EHT ואת הנטייה אלסטי וגיאומטריה של הודעות PDMS. הליך זה מאפשר ניתוח אוטומטי של מספרים גבוהים של EHT בתנאים סטנדרטיים סטרילי. זיהוי האמין של שפעות תרופה על התכווצות cardiomyocyte הוא קריטי להתפתחות ופרמקולוגיה בטיחות תרופת לב. אנו מדגימים, עם הדוגמא של E-4031 מעכב ערוץ hERG, שמערכת EHT האנושית משכפלת תגובות תרופה על קינטיקה התכווצות של הלב האנושי, המציין שזה יהיה כלי מבטיח עבור הקרנת בטיחות תרופת לב.

בידול לב הכנת EHT HiPSC הורחב על מטריצה ​​הממברנה במרתף מופחת צמיחת גורם, ניתק עם EDTA וגופי Embryoid (EBS) נוצרו צלוחיות טווים לילה. לאחר אינדוקצית mesodermal במשך שלושה ימים, בידול לב החל עם מעכב Wnt. לאחר ~ 17 ימים של פרוטוקול בידול, EBS מכים היו ניתק לתוך תאים בודדים עם סוג collagenase II (איור 1). EHTs הוכנו מ cardiomyocytes טרי ...

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

Cardiac tissue engineering describes techniques to constitute three dimensional force-generating engineered tissues. For the implementation of these ...

המטרה הכללית של טכניקה זו היא ליצור רקמת לב הנדסית תלת-ממדית שניתן להשתמש בה כפלטפורמה לניתוח התכווצות in vitro עבור סריקת תרופות ומידול מחלות. שיטה זו יכולה לסייע במתן תשובות לשאלות מפתח בתחום הלבבי בנוגע למידול מחלות, פרמקולוגיה של בטיחות והשפעות של גרסאות גנים או תרופות על כוח ההתכווצות. היתרון המרכזי של טכניקה זו הוא שניתן למדוד את כוח ההתכווצות ברקמות לב הנדסית ממינים שונים תחת תנאים סטריליים, למשך פרקי זמן ממושכים.מדענים שאינם בקיאים בשיטה זו עלולים להיתקל בקושי בשל חוסר באיכות התאים, או חסר בתווך. חשוב לבצע אופטימיזציה להכנה עצמית ולהימנע ממחזורי של ה-. את הפרוצדורה זו ידגימו Anika Benzin ו-Umber Saleem.לפני תחילת הפרוצדורה, הוסיפו 1.6 מיליליטר של אגרוז 2% חם לבארות הראשונות של פלטת 24 בארות. מיד לאחר מכן, מקמו ספייסרים מפוליטטרהפלואורואתילן בתוך האגרוז. לאחר כ-10 דקות בטמפרטורת החדר, האגרוז יהפוך למעורפל, דבר המעיד על התמצקותו.הסיר את המקריבים והנח את רכי השקיעות של ה-PDMS לתוך התבניות, כך שזוגות של מוט תמיכה יחדרו לכל תבנית אגרוז. לאחר הצבת כל הרכים, נשעה את התאים של הקרדיומיוציטים במצע בריכוז מינימלי של 1.5 times 10 to the seven תאים למיליליטר ותערובת השחזור שהוכנה טרייה עם פיברינוגן 10 עד 15 פעמים באמצעות פיפטה סרולוגית, עד להמסה מלאה של קריש הפיברינוגן. בדוק את הומוגניו

automated-contraction-analysis-human-engineered-heart-tissue-for

Research

JoVE Journal

Bioengineering

הנדסה ביולוגית

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

באופן ספונטני קבלנות syncytia של cardiomyocytes נגזר pluripotent אנושית-induced בתאי גזע הם שימושיים דגמי פיזיולוגיה של הלב האנושי ו פרמקולוגיה. כאן אנו מציגים מערכת הקרנה תפוקה גבוהה כדי לכמת את ההשפעות של תרכובות אקסוגני על להכות תדר, באמצעות הפלורסנט רגיש Ca וצלחת רב טוב קורא הדמיה טמפרטורה מבוקרת.

התכווצויות של האדם iPSC-נגזר Cardiomyocyte Syncytia נמדד עם תיוג הפלורסנט Ca הרגישים ב טמפרטורה מבוקרת צלחות 384-ובכן

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

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

קרדיומיוציטים שמקורם בתאי גזע פלוריפוטנטיים המושרים על ידי בני אדם (hiPSC-CMs) התגלו כמודל מבטיח במבחנה לבדיקת קרדיוטוקסיות הנגרמת על ידי תרופות ומידול מחלות. כאן אנו מפרטים פרוטוקול למדידת התכווצות ואלקטרופיזיולוגיה של hiPSC-CMs.

יישומים טכניים של מערך מיקרו-אלקטרודות והקלטות מהדקי טלאים על קרדיומיוציטים שמקורם בתאי גזע פלוריפוטנטיים המושרים על-ידי בני אדם

ניתוח השינויים בתפקוד ההתכווצות ובשלמות התאים של קרדיומיוציטים שמקורם ב- iPSC אנושי הוא בעל חשיבות עצומה לפיתוח תרופות לא קליניות. מערכת היברידית של 96 תאים מטפלת בשני הפרמטרים בזמן אמת ובאופן פיזיולוגי לקבלת תוצאות אמינות ורלוונטיות לבני אדם, הנחוצות למעבר בטוח לשלבים קליניים.

מערכת ניתוח תאים היברידית להערכת שינויים מבניים והתכווצות של קרדיומיוציטים שמקורם ב- iPSC אנושי להערכת סיכון לבבי פרה-קליני

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

פרוטוקול זה מתאר כיצד למדוד התכווצות בקרדיומיוציטים ראשוניים אנושיים בוגרים מלבבות תורמים באמצעות מערכת MyoBLAZER, פלטפורמה אמינה להערכת שינויים בהתכווצות הנגרמת על ידי תרופות במהלך הפיתוח הפרה-קליני.

מדידת התכווצות הלב בקרדיומיוציטים ראשוניים אנושיים בוגרים מבודדים

פרוטוקול זה מספק שיטות ליצירת רקמות שרירי לב ושלד מהונדסות-תלת-ממדיות ומתאר את השימוש בהן בשיטות סינון תרופות פרה-קליניות. השיטות המתוארות משתמשות במערכת חישה מגנטית כדי להקל על הערכה בו זמנית של 24 רקמות במקביל.

בדיקות פרה-קליניות של תרופות ברקמות שריר מהונדסות תלת-ממדיות ניתנות להרחבה

כאן, אנו מדגימים שיטה לא פולשנית להערכת התכווצות מכשור רפואי לבבי באמצעות חד-שכבות דו-ממדיות של קרדיומיוציטים פלוריפוטנטיים המושרים על ידי בני אדם (hiPSC-CM), מצופות על מצע גמיש, יחד עם מיקרוסקופ מבוסס וידאו. כלי זה יהיה שימושי להערכה חוץ גופית של תכונות התכווצות של מכשירי אלקטרופיזיולוגיה לבבית.

הערכה של טיפול אפנון התכווצות הלב בקרדיומיוציטים דו-ממדיים שמקורם בתאי גזע אנושיים

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 ניתוח התכווצות אוטומטי של רקמת לב הנדסית מושרית מתאי גזע פלוריפוטנטיים אנושיים לסקרינג תרופות ומידול מחלות לב. שיטה זו מאפשרת מדידת כוח התכווצות בתנאים סטריליים לאורך זמן.

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

גלה סרטונים נוספים