Waiting
Elaborazione accesso...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Medicine

Sammentrækninger af menneske-iPSC-afledt Cardiomyocyte Syncytia målt med et Ca-følsomme fluorescerende farvestof i temperatur-kontrollerede 384-godt plader

Published: October 18, 2018 doi: 10.3791/58290

Summary

Spontant kontraherende syncytia af cardiomyocytes stammer fra menneskelige-induceret pluripotente er stamceller nyttige modeller af menneskers hjerte fysiologi og farmakologi. Her præsenterer vi en høj overførselshastighed screening system for at kvantificere virkningerne af udefrakommende forbindelser på slå frekvens, ved hjælp af et Ca-følsomme fluorescerende farvestof og en temperatur-kontrolleret imaging multi godt Pladelæser.

Abstract

Spontant kontraherende syncytia af cardiomyocytes stammer fra menneskelige-induceret pluripotente er stamceller (hiPSC-CM) en nyttig model af menneskets hjerte fysiologi og farmakologi. Forskellige metoder er blevet foreslået til at registrere denne spontane aktivitet og for at vurdere narkotika effekter, men mange af disse metoder lider begrænset overførselshastighed og/eller fysiologiske relevans. Vi udviklet en høj overførselshastighed screening system for at kvantificere virkningerne af udefrakommende forbindelser på hiPSC-CMS bankende frekvens, ved hjælp af et Ca-følsomme fluorescerende farvestof og en temperatur-kontrolleret imaging multi godt Pladelæser. Vi beskriver hvordan man forbereder celle plader og de sammensatte plader og hvordan man køre automatiserede analysen for at opnå høj følsomhed og reproducerbarhed. Vi beskriver også hvordan til at omdanne og analysere fluorescens data for at give pålidelige foranstaltninger af narkotika virkninger på spontan rytme. Denne analyse kan bruges i drug discovery programmer til at guide kemiske optimering væk fra eller mod, stoffer der påvirker menneskelige hjertefunktion.

Introduction

Denne protokol skildrer en metode til at måle lægemiddel virkninger på den spontane slå hyppigheden af syncytia af hiPSC-CM på fysiologisk relevante rytmer. Human-induceret pluripotente stamceller kan udvikle sig til funktionelle cardiomyocytes, der etablerer spontant bankende syncytia in vitro-1,2,3,4. Disse hiPSC-CM fås i stort tal gennem kommercielle udbydere eller produktion i laboratoriet, og de er en nyttig kilde til celler til at generere modeller af menneskers hjerte fysiologi og farmakologi. De kan især bruges til at forudsige eller at karakterisere hjerte virkninger, der kan opstå, når et stof indgives til mennesker5.

Slå hyppigheden af hiPSC-CM syncytia kan måles på fysiologiske betingelser ved hjælp af mikroelektrode arrays eller impedans sensing1: disse noninvasive teknikker give meget detaljerede oplysninger om narkotika virkninger, men de er snarere lav-overførselshastighed, og de sætter ikke teste store sammensatte biblioteker i realistisk tid og budgetbegrænsninger. Et mere effektivt system kan blive udarbejdet ved hjælp af en 384-godt fluorescens imaging Pladelæser og en Ca-følsomme farvestof6, men klassisk plade læsere er hæmmet af suboptimal temperatur kontrol og erhvervelse frekvens. Disse begrænsninger er illustreret af unphysiological slå satser (~ 15 bpm, sammenlignet med 35-55 bpm i kontrollerede miljøer1) og dårlig Ca signal opløsning (en erhvervelse frekvens på 8 Hz er på den nedre grænse til optage satser, der kan nå 120 bpm stimuleret betingelser, og det kan ikke udtrække oplysninger såsom hældning eller varighed). Metoden beskrevet her kombinerer optagelse for at slå mønstre på fysiologiske rytmer og tilstrækkelig opløsning til hinder for disse bekymringer.

På den positive side er denne metode simpel, pålidelig og høj overførselshastighed, som tillader hurtig test af stort antal forbindelser til en fornuftig pris. På den negative side, denne metode kræver en hurtig Pladelæser med effektive temperaturkontrol, som er en kostbar investering, og det giver lidt mekanistiske information om observerede narkotika virkninger, som kan nødvendiggøre yderligere prøvning med mere detaljerede metoder.

Ca 6 x 106 hiPSC-CM er behov for en måling i en 384-godt celle plade. hiPSC-CM leveres normalt kommercielt som frosne delprøver af ~ 4 x 106 celler i 1 mL. Derfor er det bekvemt at forberede to celle plader med tre frosne delprøver. I de fleste tilfælde på grund af den lave variation af denne analyse, er det tilstrækkeligt at udføre identiske målinger af test forbindelser og, i hver celle plade, forsøgsbetingelse målinger af de positive kontroller (forskolin, N6-cyclopentyl-adenosin og E-4031), og 20-plicate målinger af den negative kontrol (DMSO alene). Derfor kan højst 352 sammensatte/koncentration par evalueres med to 384-godt cellen plader. Følgende protokol finder sådan et eksperiment udført med 352 test forbindelser, to celle plader og 12 millioner celler leveres som tre frosne delprøver; Det kan være let skaleres op, hvis flere datapunkter er nødvendige.

Protocol

1. forberedelse af celle plader

Bemærk: Forberede celle plader 3-4 uger før måling af narkotika effekter.

  1. Dag 0 i eksperimentet
    Bemærk: til planlægningsformål, sammensatte testprogram kan udføres på en given dag mellem dage 22-28 i eksperimentet.
    1. Tænde et vandbad ved 37 ° C og varm 40 mL plating medium (som leveres af fabrikanten).
      Bemærk: Brug af celler med deres leverandør-forudsat matchende kultur og vedligeholdelse medier.
    2. Optø hiPSC-CM ved at placere den cryotubes, der indeholder frosne celler i vandbad i 2 min.
    3. Overføre 1 mL celle suspensioner omhyggeligt til en 50 mL konisk slange.
    4. Vask hver cryotube med 1 mL varm plating medium til at hente de sidesten celler og tilføje vask media til den samme koniske rør fra trin 1.1.3 indeholdende celler.
    5. Bland omhyggeligt en anden 8 mL varm plating medium i cellesuspension.
    6. Tælle levende celler ved hjælp af metoden trypan blå udstødelse og en hematocytometer8.
      Bemærk: kravet om 6 x 106 celler for en 384-godt celle plade finder mulighed for op til 20% døde celler blandt de frosne celler, som er højst i vores erfaring.
    7. Justere cellesuspension til 5 x 105 levende celler/mL med varm plating medium.
    8. Distribuere cellesuspension til to 384-godt celle plader ved at tilføje 25 µL til hver brønd (ca 12.500 celler pr. brønd).
      Bemærk: Celle pladerne behøver ikke at være præcoatede med enhver matrix (Se diskussion).
    9. Vedligeholde celle plader ved 37 ° C i en fugtig atmosfære indeholdende 5% CO2.
  2. Dag 1 i eksperimentet
    1. Tænde et vandbad ved 37 ° C og varm 50 mL af vedligeholdelse medium suppleret med 1% v/v penicillin-streptomycin løsning.
    2. Erstatte plating medium med 50 µL af varm vedligeholdelse medium i hver brønd af celle-plader.
  3. Dage 2-21 (op til dag 27) af forsøget
    Bemærk: hiPSC-CMs behøver ikke nogen passaging i denne periode, da de ikke dividere celler.
    1. Forny halvdelen af vedligeholdelse medium hver 2-3 dage og forny det helt på dag 7, 14 og 21.
      Bemærk: Fluorescens målingen kan udføres mellem dage 22 og 28 i eksperimentet. Længere varighed har ikke blevet prøvet men kan stadig være fint.

2. forberedelse af Instrument, sammensatte plader og Assay plader

Bemærk: forberede instrument, sammensatte plader, og assay plader på dagen for måling af narkotika effekter, mellem dage 22 og 28 i eksperimentet. Bruge et fluorescerende-Pladelæser udstyret med temperaturstyring og et passende fluorescens filter kit og excitations lys kilde. Brug for eksempel en Fluo-3/Fluo-4/Fluo-8 fluorescens filter kit (excitation: 472 nm; emission: 520-560 nm) og et 150 W excitation lyskilde enhed.

  1. Mindst 2 h før den første celle plade skal være placeret inde i pladelæseren til måling, tænde læseren og indstille varmeanlægget ved 37 ° C.
    Bemærk: Dette kan også gøres om aftenen før.
  2. Forbered positive kontroller, forskolin, N6-cyclopentyl-adenosin og E-4031 som stamopløsninger af 0,33 mM i DMSO, 10 mM i DMSO og 3,33 mM H2O, henholdsvis.
    Bemærk: lager løsninger vil være fortyndet 333-fold ved tid, de er føjet til cellerne, og formålet er at opnå endelige test-koncentrationer af 1 µM forskolin, 30 µM N6-cyclopentyl-adenosin, og 10 µM E-4031, der producerer pålidelig og reproducerbar effekter.
  3. Forberede de 352 test forbindelser som DMSO stamopløsninger på 333-fold de planlagte testkoncentrationer (fx10 mM for en test på 30 µM).
    Bemærk: Formålet er at opnå en endelig koncentration på 0,3% (v/v) DMSO i celle plade efter det sammensatte program; Dette er den højeste DMSO koncentration, der ikke påvirker den rytmiske aktivitet af cardiomyocytes. De stamopløsninger kan også tilberedes dagen før. Et minimum af 5 µL af stamopløsningen er påkrævet for hver dublet måling.
  4. Forberede de sammensatte plader.
    1. Varm 40 mL af vedligeholdelse medium suppleret med 1% v/v penicillin-streptomycin løsning til stuetemperatur.
    2. Distribuere i to 384-godt sammensatte plader ved at tilføje 1,5 µL af stamopløsningen pr. brønd: i) test forbindelser (to brønde hver), ii) de positive kontroller (forskolin, N6-cyclopentyl-adenosin og E-4031, fire brønde pr. sammensatte plade) og iii) negative kontrol (DMSO, 20 wells pr. sammensatte plade).
    3. Der centrifugeres de sammensatte plader på 100 x g i 1 minut.
    4. Tilføje 37 µL af vedligeholdelse medium ved stuetemperatur til hver brønd (3,9% DMSO i 38,5 µL på tidspunkt).
    5. Der centrifugeres de sammensatte plader på 100 x g i 1 minut.
    6. Indlæse de sammensatte plader ind i pladelæseren.
      Bemærk: De næste skridt bør udføres hurtigst muligt for at minimere fordampning i de sammensatte plader.
  5. Forberede den fluorescerende farvestof.
    1. Tænde et vandbad ved 37 ° C og varm 100 mL af vedligeholdelse medium suppleret med 1% v/v penicillin-streptomycin løsning.
    2. Rekonstruere Ca-følsomme fluorescerende farvestof og quencher med 10 mL varm vedligeholdelse medium med antibiotika.
      Bemærk: denne bestand fluorescens medium indeholder Ca-følsomme fluorescerende farvestof, normalt Fluo-4 og en quencher, og eventuelle rester kan opbevares ved 4 ° C i mindst 5 dage.

3. dataindsamling

Bemærk: udfører dataopsamling på dagen for måling af narkotika effekter. Udfør trin 3.1-.10 helt op til den første celle plade, derefter gentage dem for den anden celle plade.

  1. Starte plade reader-software (hvis nødvendigt) og indlæse pipette tips.
  2. Justere indstillingerne software for at optage en 2 min segment af Calcium bølger med en erhvervelse frekvens på mindst 10 Hertz at definere baseline slå sats til hver brønd.
  3. For én celle plade, 3 mL af stock fluorescens medium fortyndes til 12 mL varm vedligeholdelse medium med antibiotika for at gøre fluorescens medium.
  4. Erstatte 20 µL af medium i hvert hul i celle plade med 30 µL af fluorescens medium.
  5. Pipetteres op og ned 1 x til at blande.
  6. Placer celle pladen ind i pladelæseren så hurtigt som muligt at lade hiPSC-CM akklimatisere til temperaturen.
  7. Vente på 60 min før du starter dataopsamling.
  8. Start dataopsamling i plade reader software til at optage en 2 min segment af Ca bølger med en erhvervelse frekvens på mindst 10 Hz, at fastlægge grundlinjen slå sats til hver brønd.
    Bemærk: For hver optagelse sekvens, Sørg for celle plade ikke er overført automatisk af enheden efter dataopsamling. Dette forhindrer celle plade køling ved stuetemperatur. Med nogle versioner af plade-læser software, kan det være nødvendigt at stoppe hver optagelse, før det ender helt for at opnå dette.
  9. Tilføje test- og referencestoffer forbindelser med plade læser robot af pipettering godt til godt 5 µL af den sammensatte plade i celle pladen (efter tilsætning, DMSO koncentration er 0,3% [v/v]).
  10. Start dataopsamling i plade reader software til at optage 2 min segmenter af Ca bølger starter om 5, 15, 30, 45 og 60 min. efter sammensatte tilsætning (Sørg for hver gang cellen pladen forbliver i enheden).

4. dataanalyse

NOTE: dataanalyse kan udføres nogen tid efter måling.

  1. Eksportere de rå data for hver registrering periode fra plade reader software som ASCII-tekstfiler.
  2. Importere de rå data til data analyse software.
  3. For hver brønd og alle tidspunkter, uddrag den primære slå frekvens.
    Bemærk: Med den data analyse programmel listet i Tabel af materialer, slå frekvenser kan beregnes med en brugerdefineret analyse rutine ved hjælp af funktionen LombPeriodogram, baseret på metoden Lomb – Scargle af mindste-kvadraters spektralanalyse7 . Periodogram skal beregnes for en række frekvenser mellem 0,01 og 5 Hz. Den primære frekvens kan udvindes fra periodogram ved hjælp af PeakAutoFind rutiner. Denne analysemetode, der giver mere nøjagtige målinger for at slå frekvenser end metoden leveres som ekstraudstyr med plade reader-software. Men sidstnævnte kan stadig bruges, hvis software tilpasning ikke er en mulighed.
  4. Eksport primære slå frekvenser for hver registrering periode fra data analyse software som Udklipsholder kopier eller som ASCII-tekstfiler.
  5. Importere de primære slå frekvenser i et regneark software af Udklipsholder indsætning eller tekst filimport.
    Bemærk: trin 4,5-4.9 kan udføres i moderne regneark software.
  6. Til hver brønd, normalisere til baseline slå frekvens på hvert tidspunkt efter programmet stof (5, 15, 30, 45 og 60 min) ved at dividere den primære slå frekvens dengang punkt af den primære slå frekvens på baseline.
  7. Beregner den gennemsnitlige DMSO effekt på hvert tidspunkt efter programmet stof (5, 15, 30, 45 og 60 min) af gennemsnit de normaliserede værdier for 20 brøndene hvor DMSO blev anvendt.
  8. Hver brønd og hver gang punkt efter programmet stof (5, 15, 30, 45 og 60 min), trække den gennemsnitlige DMSO effekt (tid-matchede) for den samme plade.
  9. Gennemsnitlig dublerede målingerne.
    Bemærk: Hvis en stof ændrer frekvens eller softwaren kan ikke finde en primær frekvens efter sammensatte tilsætning, en visuel undersøgelse af det bankende mønster kan vurdere, om sammensat produceret arytmier.

Representative Results

Figur 1 viser et repræsentativt optagelse af Ca bølger ved baseline på tværs af en 384-godt plade. I de fleste tilfælde, alle wells afslører en regelmæssig slå sats med lidt variation på tværs af pladen (betyde ± SD = 40.1 ± 3,5 bpm; range = 34-54 bpm). Meget lejlighedsvis (mindre end 1 ud af 10 forsøg), et par wells (mindre end 5) har arytmi eller fravær af rytme. I tre 384-godt plader, har vi også prøvet cardiomyocytes fra en anden leverandør (Se Tabel af materialer) og opnået meget lignende baseline værdier for den spontane slå.

Blokering af cardiac Ionkanaler påvirker rytmen i cardiomyocytes i en reproducerbar måde5. Amlodipin, en blokering af den langsomme Ca kanaler9, accelererer rytme mere end 100% i en koncentration-afhængige måde op til 1 µM (figur 2A). Effekten er veludviklet inden for de første 5 min, men det stadig stiger ca 50% inden for de næste 30 min før det stabiliserer. Over 1 µM, amlodipin arresterer slå (stiplede linjer), som kan forventes fra faktum, at Ca cykling er afgørende for de spontane veer. Andre selektive dihydropyridin Ca kanal blokkere producere meget lignende effekter.

E-4031, en blokering af hurtige forsinkede ensretter K kanaler10, retarderer rytme omkring 65-70% i en koncentration-afhængige måde op til 10 µM (figur 2B). Virkningen udvikler sig inden for de første 5 min og det varierer ikke inden for de næste 60 min. Andre selektive IKr blokkere producerer lignende virkninger, selv om maksimal reduktion i sats kan variere (f.eks., 35-40% for cisaprid, 70% for E-4031 og 90-95% for dofetilide). Grundlaget for denne forskel er ikke kendt.

Tetrodotoxin, en blokering af den hurtige Na kanaler11, retarderer rytme ca. 15% i en koncentration-afhængige måde, op til 1-30 µM (figur 2 c). Effekten er veludviklet inden for de første 5 min og det varierer ikke meget indenfor de næste 60 min. Dog over 30 µM arresterer tetrodotoxin slå inden for de første 5 min, mens efter 30 min, det arresterer det ovenfor 1 µM. Andre Na kanal blokkere, såsom lidocain eller mexiletine, producerer lignende effekter.

Bepridil, en blandet blokering af cardiac Na, Ca og K kanaler9, producerer også en alt eller intet effekt (figur 2D). Dette tyder på, at i denne forberedelse, en blok af Na kanaler er den primære virkning af bepridil. En acceleration på grund af Ca kanal blok ses ikke, og den mere progressive langsommere på grund af IKr blok vises maskeret af Na kanal effekt.

Figure 1
Figur 1: repræsentative baseline Ca bølger på tværs af en 384-godt plade. (A) alle brønde i hele pladen demonstrere en regelmæssig slå sats med lidt variation. Dette billede er taget til fange direkte fra plade reader software. Hvert spor er 10 s i varighed. Fluorescens-intensiteten er vilkårlige (relativ lys enheder afledt af videokamera gråtoner). (B) denne blow-up af én 10 s spor viser den lave støj i signalet. Venligst klik her for at se en større version af dette tal.

Figure 2
Figur 2: repræsentative virkningerne af cardiac ion kanal blokkere. Disse paneler vis koncentration-respons kurver med (A) den selektive Ca kanal blokker amlodipin, (B) den selektive IKr blokker E-4031, (C) den selektive Na kanal blokker TTX, og (D) ikke-selektiv kanalen Blocker bepridil. Venligst klik her for at se en større version af dette tal.

Discussion

To aspekter er mest afgørende for en vellykket optagelse i slå frekvenser. Først er at udvise forsigtighed med celle plating og kultur. Det er især vigtigt at forsøge at undgå at ridse cellelag i bunden af brøndene når udveksling medium. Det er acceptabelt at røre bunden af brøndene med pipetter, men den samme vinkel bør anvendes hver gang dermed producerer kun en lille skramme i cellelag og ikke påvirke assay ydeevne. Det andet kritiske aspekt for at opnå reproducerbare homogene rytmer er at give god temperaturkontrol ved 37 ° C i hele cellen plade for varigheden af målingen. Vi kunne ikke opnå denne ensartethed ved hjælp af andre enheder end i pladelæseren anvendes her, men det kan være muligt med særlige ændringer til forordningen temperatur: det ville gøre den protokol, der præsenteres her mere bredt anvendelige ud over et enkelt mærke af plade læser. For at opnå temperatur stabilitet for varigheden af forsøget med den enhed, der bruges her, var det nødvendigt at stoppe hver optagelse før det endte; ellers, robotten ville skubbe den målte celle plade. Dette tekniske problem kan forsvinde med den næste udgave af softwaren til læseren til pladen, men det er fortsat afgørende for nu. Hvis en celle plade er fejlagtigt overført udenfor i pladelæseren, skal det være lastet tilbage inde så hurtigt som muligt. Ikke desto mindre, kvaliteten af eksperimentet vil forværres, fordi temperaturændringer påvirker slå sats meget hurtigt.

Nogle andre aspekter, der ikke er er blevet testet grundigt, kan være mindre vigtigt. For eksempel, hiPSC-CM producenter anbefaler belægning cellekultur plader før såning cellerne, men i denne konkrete analyse, belægning blev ikke brugt, fordi cellerne overholde ganske let på forskellige overflader, og det er meget svært at korrekt frakke 384-godt plader. Endnu, celle plade belægning kan stadig være tilladte, eller det kan endda forbedre assay kvalitet. Vi testede også aldrig om opløsningsmidler end DMSO ville være acceptabel, men det forventes fra erfaring med andre teknologier, optagelse, at lignende koncentrationer af EtOH eller MeOH også ville være acceptabel. Generelt bruger vi hiPSC-CMs fra samme producent, og celler fra kun én ekstra leverandør blev testet, som syntes at arbejde på en lignende måde. Ligeledes har vi brugt kun et lille antal forskellige batches af hiPSC-CMs, der blev valgt ved prechecking dem til at kontrollere, at de opførte sig på samme måde til den første gruppe. En eller to partier blev anset for uhensigtsmæssigt, fordi deres syncytia havde dårlig stabilitet eller reproducerbarhed betingelser kultur anvendes her. Ellers, farmakologi syntes meget ens på tværs af partier når du tester et begrænset panel af "typiske" forbindelser (forskolin, N6-cyclopentyl-adenosin, og E-4031, samt endothelin, isoprenalin, amlodipin og ponesimod). Vi brugte kun hiPSC-CM stammer fra raske donorer. Det kan være umagen værd at vurdere, om hiPSC-CM stammer fra patienter med hjertesygdomme ville give forskellige resultater, selv om ingen forskel mellem raske donorer og patienter blev observeret ved vurderingen af cardiotoxicity af tyrosin kinase hæmmere 12. Endelig, vi normalt vente 22-28 dage i kultur før måling narkotika effekter: vores erfaring med impedans optagelser af de samme celler, en steady-state for langsom impedans (en indikator for celle lag stabilitet) og hurtig impedans (en indikator for slå frekvens) nås efter 12-15 dage i kultur. Dog besluttede vi at vente 22-28 dage, fordi det er den tid, når profilen udtryk af cardiac kanaler og modning markører er stabiliseret13. Det var ikke undersøgt, om sammenlignelige resultater ville kunne opnås, hvis cellerne blev brugt tidligere eller senere.

Protokollen beskrev bruger her en meget ligetil måling af den spontane slå sats på hiPSC-CM til at vurdere potentielle lægemiddel virkninger på menneskers hjerte Elektrofysiologi. Dets vigtigste fordele i forhold til andre metoder er at i) det er indstillet til en høj overførselshastighed screening miljø, ii) det registrerer aktiviteten af cardiomyocytes og virkningerne af narkotika på fysiologiske temperaturer, og iii) det kræver ikke elektrofysiologiske ekspertise til udførelse eller for en vurdering af resultaterne.

I en valideringsundersøgelse udført med mange lægemidler godkendt til human brug, viste vi, at analysen reagerer på lægemidler, der anvendes i human medicin som forudsagt af eksisterende kliniske data5. Fordi denne metode finder alle potentielle virkninger på hjerterytmen, supplerer det den omfattende i vitro Proarrhythmic analyse (CiPA) initiativ14 der specifikt vurderer pro-arytmi potentiale.

Fremover vil kunne denne metode give en yderligere forståelse af tilstanden af handling af stoffer vist sig at påvirke den spontane slå. Det er sandsynligt, at yderligere mekanistiske information er til stede i fluorescens optagelser af Ca transienter (f.eks.i deres amplitude eller figur). Hvis fluorescens optagelser er udført til højere erhvervelse priser (fx, 30 Hz), disse parametre pakkes nemt ud over slå sats, og det kan være interessant at korrelere ændringer i disse parametre med de kendte virkninger af klinisk brugt stoffer.

Disclosures

Forfatterne har ikke noget at oplyse.

Acknowledgments

Forfatterne har ingen anerkendelser.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
FDSS7000 fluorescent plate reader Hamamatsu Photonics
(Massy, France)
not a catalog item
FDSS7000 Fluo-3/Fluo-4/Fluo-8 fluorescence filter kit Hamamatsu Photonics
(Massy, France)
installed initially
in the device
FDSS7000 temperature control Hamamatsu Photonics
(Massy, France)
A10118-09
FDSS7000 150-W Excitation Light Source Unit Hamamatsu Photonics
(Massy, France)
C11653-11
FDSS7000 pipet tips for 384-well plates Hamamatsu Photonics
(Massy, France)
A8687-62
Waveform Analysis Software for Cardiomyocytes Hamamatsu Photonics
(Massy, France)
U8524-12 optional alternative to the Igor Pro software
Igor Pro data analysis software Wavemetrics
(Portland, Oregon, USA)
Latest version
iCell-Cardiomyocytes Kit Cellular Dynamics International (Madison, WI) R1106 includes cells, plating and maintenance media
Cor.4U Cardiomyocyte Kit Ncardia Germany
(Cologne, Germany)
Ax-B-HC02-4M includes cells, plating and maintenance media
alternative to the iCell-Cardiomyocytes
384-well cell culture plates Greiner-Bio-One (Frickenhausen, Germany) 781091
384-well compound plates Greiner-Bio-One (Frickenhausen, Germany) 781280
FLIPR Calcium 4 Assay Kit Molecular Devices
(Sunnyvale, California)
R8142
Forskolin Sigma-Aldrich
(Buchs, Switzerland)
F6886
N6-cyclopentyl-adenosine Sigma-Aldrich
(Buchs, Switzerland)
C8031
E-4031 Enzo Life Sciences
(Lausen, Switzerland)
BML-KC158
Penicillin-Streptomycin solution Gibco/ThermoFisher
(Reinach, Switzerland)
15140-122
Trypan Blue Solution, 0.4% Gibco/ThermoFisher
(Reinach, Switzerland)
15250061

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Guo, L. Estimating the risk of drug-induced proarrhythmia using human induced pluripotent stem cell-derived cardiomyocytes. Toxicological Sciences. 123, 281-289 (2011).
  2. Jonsson, M. K., Wang, Q. D., Becker, B. Impedance-based detection of beating rhythm and proarrhythmic effects of compounds on stem cell-derived cardiomyocytes. Assay and Drug Development Technologies. 9, 589-599 (2011).
  3. Kattman, S. J., Koonce, C. H., Swanson, B. J., Anson, B. D. Stem cells and their derivatives: a renaissance in cardiovascular translational research. Journal of Cardiovascular Translational Research. 4 (1), 66-72 (2011).
  4. Ma, J. High purity human-induced pluripotent stem cell-derived cardiomyocytes: electrophysiological properties of action potentials and ionic currents. American Journal of Physiology Heart and Circulatory Physiology. 301 (5), H2006-H2017 (2011).
  5. Sube, R., Ertel, E. A. Cardiomyocytes Derived from Human Induced Pluripotent Stem Cells: An In-Vitro Model to Predict Cardiac Effects of Drugs. Journal of Biomedical Science and Engineering. 10 (11), 23 (2017).
  6. Sirenko, O. Multiparameter in vitro assessment of compound effects on cardiomyocyte physiology using iPSC cells. Journal of Biomolecular Screening. 18, 39-53 (2013).
  7. VanderPlas, J. T. Understanding the Lomb-Scargle Periodogram. Cornell Univeristy Library. , arXiv:1703.09824 (2017).
  8. Strober, W. Trypan Blue Exclusion Test of Cell Viability. Current Protocols in Immunology. 111, A3 B 1-3 (2015).
  9. Ertel, E. A., Godfraind, T. Calcium channel blockers and calcium channels. Calcium Channel Blockers. Godfraind, T. , Springer. Basel, Switzerland. 11-80 (2004).
  10. Sanguinetti, M. C. Modulation of potassium channels by antiarrhythmic and antihypertensive drugs. Hypertension. 19, 228-236 (1992).
  11. Duran-Riveroll, L. M., Cembella, A. D. Guanidinium Toxins and Their Interactions with Voltage-Gated Sodium Ion Channels. Marine Drugs. 15 (10), (2017).
  12. Sharma, A. High-throughput screening of tyrosine kinase inhibitor cardiotoxicity with human induced pluripotent stem cells. Science Translational Medicine. 9 (377), (2017).
  13. Puppala, D. Comparative gene expression profiling in human-induced pluripotent stem cell--derived cardiocytes and human and cynomolgus heart tissue. Toxicological Sciences. 131 (1), 292-301 (2013).
  14. CIPA. , Available from: http://cipaproject.org (2016).

Tags

Medicin spørgsmål 140 cardiomyocytes rytme iPS celle fænotypisk screening farmakologi sikkerhedsfarmakologi
Sammentrækninger af menneske-iPSC-afledt Cardiomyocyte Syncytia målt med et Ca-følsomme fluorescerende farvestof i temperatur-kontrollerede 384-godt plader
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Forny, C., Sube, R., Ertel, E. A.More

Forny, C., Sube, R., Ertel, E. A. Contractions of Human-iPSC-derived Cardiomyocyte Syncytia Measured with a Ca-sensitive Fluorescent Dye in Temperature-controlled 384-well Plates. J. Vis. Exp. (140), e58290, doi:10.3791/58290 (2018).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter