Cardiopatia ischemica è una causa principale di morte negli Stati Uniti1. Circa 800.000 americani esperienza un primo o ricorrente infarto miocardico (MI) per ogni anno1. In seguito MI, la morte dei cardiomiociti (CMs) e fibrosi cardiaca, depositati dai fibroblasti cardiaci attivati, compromettere cuore funzione2,3. Progressione dell'insufficienza cardiaca dopo MI è in gran parte irreversibile a causa la scarsa capacità rigenerativa di adulto CMs4,5. Mentre le terapie cliniche correnti rallentano la progressione di malattia e fare diminuire il rischio di eventi cardiaci futuri6,7,8,9, terapie non invertire la progressione della malattia dovuto l'incapacità di rigenerare il CMs post-infarto10. Terapie cellulari romanzo stanno emergendo per trattare pazienti che seguono MI. sembrto, sperimentazioni cliniche fornire cellule staminali nel cuore seguito finora MI hanno dimostrato inconcludente rigenerativa potenziali11,12, 13 , 14 , 15 , 16 , 17 , 18.
La generazione di cellule staminali pluripotenti indotte umano-derivato (hiPSCs) dai fibroblasti da sovraespressione di quattro fattori di trascrizione, in primo luogo ha dimostrato di Takahashi & Yamanaka, ha aperto la porta a nuovi progressi nella cella terapia19. Queste cellule possono differenziarsi in tutti i tre strati germinativi19, e diversi metodi altamente efficienti per la generazione di un numero elevato di CMs sono stati indicati in precedenza20,21. CMs HiPSC-derivato (fianchi-CMs) offre una potente piattaforma per lo studio cardiomiogenesi e può avere implicazioni importanti per la riparazione del cuore dopo la lesione. Tuttavia, fianchi-CMs attualmente affrontare ostacoli traslazionali dovuto le preoccupazioni di teratoma formazione22, e loro natura immaturo può essere pro-aritmogenica23. Riprogrammazione di fibroblasti in hiPSCs ha suscitato interesse direttamente riprogrammazione fibroblasti in altri tipi cellulari. Ieda et al hanno dimostrato che la sovraespressione di GATA4, Mef2c e Tbx5 (GMT) nei risultati di fibroblasti in riprogrammazione diretta per linea cardiaca, anche se a bassa efficienza24. Riprogrammazione di efficienza è stata migliorata con l'aggiunta di Hand2 (GHMT)25. Da questi primi studi, molte pubblicazioni hanno dimostrato che alterando il cocktail fattore riprogrammazione con trascrizione ulteriori fattori26,27,28,29, cromatina modificatori30,31, microRNA32,33o piccole molecole34 conduce ad una migliore riprogrammazione efficienza e/o maturazione indotta del cardiomyocyte-come delle cellule (iCMs ).
Qui forniamo un protocollo dettagliato per generare iCMs da fibroblasti embrionali del mouse (MEFs) con alta efficienza. Precedentemente abbiamo indicato che il GHMT cocktail è notevolmente migliorata con l'aggiunta di miR-1 e miR-133 (GHMT2m) ed è stata ulteriormente migliorata quando vie tra cui trasformando la segnalazione di fattore di crescita β (TGF-β) di segnalazione pro-fibrotici o Rho-associati vie di segnalazione della proteina chinasi (ROCK) sono inibiti35. Usando questo protocollo, ci mostrano che circa il 60% delle cellule express cardiaco troponina T (cTnT), circa il 50% express α-actinina, e un elevato numero di celle di battitura può essere osservato più presto il giorno 11 dopo trasduzione di riprogrammazione fattori e trattamento con il TGF-β tipo inibitore del recettore A-83-01. Inoltre, questi iCMs esprimono proteine di giunzione divario tra cui connexin 43 ed esibiscono contrazione spontanea e transitori di calcio. Questo netto miglioramento nella riprogrammazione efficienza rispetto agli studi precedenti dimostra il potenziale per rigenerare CMs da popolazioni di cellule endogene che rimangono post-nell'infarto cuore.