Modello in vitro dell'angiogenesi coronarica

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

doi:10.3791/60558

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Articolo metodologico

Modello in vitro dell'angiogenesi coronarica

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DOI:

10.3791/60558

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10 marzo 2020

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

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

In questo articolo

Sommario

I modelli in vitro di angiogenesi coronarica possono essere utilizzati per la scoperta dei meccanismi cellulari e molecolari dell'angiogenesi coronarica. Le colture in vitro espiante di venosus e tessuti endocardio mostrano una solida crescita in risposta al VEGF-A e mostrano un modello simile di espressione COUP-TFII come in vivo.

Abstract

Qui, descriviamo un saggio in vitro per studiare l'angiogenesi coronarica. I vasi coronarici alimentano il muscolo cardiaco e sono di importanza clinica. I difetti in questi vasi rappresentano gravi rischi per la salute come l'aterosclerosi, che può portare a infarti miocardici e insufficienze cardiache nei pazienti. Di conseguenza, la malattia coronarica è una delle principali cause di morte in tutto il mondo. Nonostante la sua importanza clinica, relativamente pochi progressi sono stati fatti su come rigenerare le arterie coronarie danneggiate. Tuttavia, sono stati fatti recenti progressi nella comprensione dell'origine cellulare e dei percorsi di differenziazione dello sviluppo dei vasi coronarici. L'avvento di strumenti e tecnologie che consentono ai ricercatori di etichettare fluorescentmente le cellule progenitrici, seguire il loro destino e visualizzare le progenie in vivo sono state fondamentali per comprendere lo sviluppo di vasi coronarici. Gli studi in vivo sono preziosi, ma hanno limitazioni in termini di velocità, accessibilità e flessibilità nella progettazione sperimentale. In alternativa, accurati modelli in vitro di angiogenesi coronarica possono aggirare questi limiti e consentire ai ricercatori di interrogare importanti questioni biologiche con velocità e flessibilità. La mancanza di adeguati sistemi di modelli in vitro può aver ostacolato i progressi nella comprensione dei meccanismi cellulari e molecolari della crescita dei vasi coronarici. Qui, descriviamo un sistema di coltura in vitro per far crescere vasi coronarici dal veleno del seno (SV) e dall'endocardio (Endo), i due tessuti progenitori da cui nascono molti dei vasi coronarici. Abbiamo anche confermato che le culture riassumono accuratamente alcuni dei meccanismi in vivo noti. Per esempio, mostriamo che i germogli angiogenici in coltura da SV downregulate espressione COUP-TFII simile a quello che si osserva in vivo. Inoltre, mostriamo che il VEGF-A, noto fattore angiogenico in vivo, stimola in modo robusto l'angiogenesi sia delle culture SV che Endo. Collettivamente, abbiamo ideato un modello accurato di coltura in vitro per studiare l'angiogenesi coronarica.

Introduzione

I vasi sanguigni del cuore sono comunemente chiamati vasi coronarici. Questi vasi sono costituiti da arterie, vene e capillari. Durante lo sviluppo, i capillari altamente ramificati vengono stabiliti prima, che poi rimodellano in arterie coronarie e vene¹^,²^,³^,4^,⁵. Questi capillari iniziali sono costruiti da cellule progenitrici endoteliali presenti nel proepicardio, nel veleno del seno (SV) e nei tessuti dell'endocardio (Endo)¹^,6^,