Name: De bouw van Defined Human Engineered hartweefsel om te studeren Mechanismen van Cardiac Cell Therapy (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2016-03-01T13:00:00.000+00:00
Duration: 11 min 51 s
Description: Leer hoe je gedefinieerd menselijk hartweefsel bouwt met celopruimingstechnieken om mechanismen van hartceltherapie te bestuderen. Deze methode biedt een gecontroleerd model voor therapeutische interventies.

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

Dit werk werd ondersteund door NIH (1F30HL118923-01A1) aan TJC, NIH / NHLBI PEN contract HHSN268201000045C aan KDC, de onderzoeksbeurs Raad van Hong Kong TRS T13-706 / 11 (KDC), NIH (R01 HL113499) naar BDG, de Amerikaanse Heart Association (12PRE12060254) naar RJ en Research Grant Raad van HKSAR (TBR&#39;s, T13-706 / 11) Aanvullende financiering RL werd door de NIH DRB 5T32GM008553-18 en als een stage op NIDCR-Interdisciplinair Training in systemen en Ontwikkelingspsychologie aan TJC voorzien biologie en geboorteafwijkingen T32HD075735. De auteurs willen ook dankbaar erkennen Arthur Autz op de Zahn Centrum van het City College of New York voor hulp bij het bewerken van de bioreactor en Mamdouh Eldaly voor technische ondersteuning. We danken ook Dr. Kenneth Boheler voor advies over cardiale differentiatie en Dr. Joshua Hare voor royaal verstrekken van menselijke mesenchymale stamcellen.

<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>

De auteurs verklaren dat zij geen concurrerende financiële belangen hebben.

De bouw van gedefinieerde menselijke gemanipuleerde cardiale weefsels (hect) kan een meer consistente en betrouwbare model van menselijke hartspiercel functie te geven. Kritisch, alle cellulaire en extracellulaire componenten in het systeem bekend en kunnen als gewenst, waardoor de verstorende invloed van andere onbekende celtypen gevolg van het differentiatieproces verwijderd worden gemanipuleerd. Snelle celgroei en hoge opbrengst evenwicht heeft het de voorkeur dat de differentiatie begint bij 75% samenvloeiing van de...

Cardiale tissue engineering is sterk gevorderd in de afgelopen tien jaar, met meerdere groepen publiceren van resultaten van volledig functioneel, het verslaan van weefsels, vervaardigd van zowel muizen hartspiercellen 1-6 en, meer recentelijk, menselijke stamcel-afgeleide cardiomyocyten 7-12. Het hartweefsel vakgebied dat wordt aangedreven door twee primaire en wezen onafhankelijk doelen: 1) om exogene transplantaten die kunnen worden getransplanteerd in falende harten functioneren 4-6 verbeterd; en 2) de ontwikkeling in vitro modellen voor het bestuderen van de fysiologie en ziekte, of screeningsmethoden voor therapeutische ontwikkeling 2,7. Drie-dimensionale (3-D) celkweek is essentieel voor de ontwikkeling van nieuwe generatie screeningsmethoden, als de 3-D matrix geeft een natuurlijker cardiale micro dan traditionele 2-D monolaag celcultuur beschouwd; inderdaad een aantal aspecten van celbiologie totaal andere 2-D versus 3-D kweken 13,14 </sup&gt;. Bovendien zijn ontworpen hartweefsel opgebouwd uit volledig gedefinieerde componenten: een extracellulaire matrix, en een celpopulatie. Voor traditionele gemanipuleerde menselijke cardiale weefsels, terwijl de extracellulaire matrix samenstelling (gewoonlijk fibrine 9 of collageen 7,8,10) streng wordt gecontroleerd, de invoercel samenstelling minder goed gedefinieerd, door het hele mengsel van cellen van een gerichte cardiale differentiatie van beide embryonale stamcellen (ESC 7,9) of geïnduceerde pluripotente stamcellen (iPSC 10,12) worden toegevoegd aan de weefsels. Afhankelijk van de specifieke cellijn en de efficiëntie van de differentiatie protocol, kan de resulterende percentage hartspiercellen variëren van minder dan 25% tot meer dan 90%, de specifieke hartspierfenotype (dwz ventricular-, atriaal of gangmaker-achtig) kan ook variëren, zelfs de niet-cardiomyocyt fractie kan zeer heterogeen 15,16 en de looptijd van de gedifferentieerde cardiale m veranderenyocytes 17. Recente hartweefsel engineering heeft getracht de ingang celpopulatie controleren, met ofwel een cardiale reporter humane embryonale stamcellijn 8 of celoppervlak markers 18 wordt gebruikt om de hartspiercel component van de differentiatie isoleren. Hoewel aanvankelijk een weefsel uit slechts cardiomyocyten lijkt het ideaal zijn, is dit in feite niet het geval; hECTs uitsluitend uit cardiomyocyten niet comprimeren tot functionele weefsels met bepaalde groepen vinden van een 3: 1 verhouding van cardiale myocyten: fibroblasten die de hoogste twitch kracht 8. Via verschillende celselectie methoden, waaronder oppervlakte merkers voor levende celsortering, kan men hECTs met gedefinieerde celpopulaties maken. Terwijl markers van niet-cardiale stromacellen enige tijd beschikbaar CD90 19,20 zijn, zoals de vermeende fibroblast marker zijn oppervlaktemerkers van cardiale myocyten moeilijker geweestte identificeren. SIRPα was een van de eerste cardiale oppervlakte merkers geïdentificeerd voor menselijke cardiale myocyten 18 en blijkt zeer selectief voor de cardiale lijn zijn. Onlangs hebben we gevonden dat dubbel met gescheiden SIRPα + en CD90 - cellen geeft nagenoeg zuiver cardiomyocyten met de CD90 + populatie vertoont een fibroblast-achtige fenotype (Josowitz, ongepubliceerde waarnemingen). Op basis van deze bevindingen verzameld, hierin beschrijven we creëren hECTs met een 3: 1 combinatie SIRPα + / CD90 - CD90 + cardiomyocyten en fibroblasten. De mogelijkheid om een ​​volledig gedefinieerd menselijk hartweefsel ingenieur is niet alleen essentieel voor het creëren van robuuste screening instrumenten, maar ook voor het ontwikkelen van modellen voor opkomende cel- en gen-gebaseerde cardiale therapieën te onderzoeken. Vooral veel celtherapie voor hartfalen, gebruik celtypen waaronder mesenchymale stamcellen (MSC) 21 </sup&gt;, cardiale stamcellen 22 en beenmerg mononucleaire cellen 23-25, getest in klinische studies. Hoewel veel van de eerste resultaten zijn veelbelovend 21,23,25, de aanvankelijke voordeel vermindert vaak tijd 26-29. Een soortgelijke trend is gemeld bij muizen gemanipuleerde cardiale weefsels, die een belangrijke functionele voordelen te geven als gevolg van MSC suppletie, maar het voordeel is bij langdurige cultuur 1 niet volgehouden. Grondslag liggen aan de sub-optimale prestaties is onze beperkte kennis van de mechanismen die celtherapie. Een dieper begrip van hoe therapeutische cellen hun gunstige invloed, alsmede mogelijke negatieve gevolgen van myocyten-nonmyocyte interacties uit te oefenen, zou de ontwikkeling van verbeterde therapieën waardoor klinisch significante en blijvende voordelen, met minimale bijwerkingen voor patiënten met hartfalen mogelijk te maken. Hier beschrijven we het gebruik van gedefinieerde hECTs te interrogat mechanismen van cel-gebaseerde therapie. De gecontroleerde weefsel samenstelling is van essentieel belang om specifieke factoren die van invloed zijn cardiomyocyt prestaties te identificeren. Direct vullen hECTs de therapeutische celtype van belang (bijvoorbeeld MSC), kunnen de effecten op de cardiale myocyten prestaties onthullen, zoals we in ratten ECT 1 aangetoond. De volgende meerdere stappen protocol begint met gerichte cardiale stamcel differentiatie, gevolgd door de vervaardiging van de multi-weefsel bioreactor, en afgesloten met een beschrijving van weefsel constructie en functionele analyse. Onze experimenten worden uitgevoerd met behulp van de NIH-goedgekeurde H7 menselijke embryonale stamcellen (hESC) lijn. Echter, de volgende protocollen ook getest met behulp van een extra hESC lijn en drie geïnduceerde pluripotente stamcellen (iPSC) lijnen met vergelijkbare resultaten. Wij hebben gevonden dat de efficiëntie bij cardiomyocyt differentiatie en succes in Hect fabricage afhankelijke cellijn kan zijn, met name for iPSC lijnen afgeleid van individuele patiënten. Door dit protocol worden twee 6 putjes bedekt met in totaal 1.680.000 hESCs (140.000 cellen per putje), die ongeveer 2,5 miljoen myocyten na differentiatie gedurende 20 dagen en sorteren, genoeg om zes gedefinieerde tissues oplevert.

<table><tbody><tr><td>Celcultuur</td><td>Bedrijf</td><td>Catalogusnummer</td><td>Opmerkingen</td></tr><tr><td>Amphotericin B</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>A2411</td><td>Maak een voorraad van 2,5 mg/ml in DMSO en filter-steriliseer</td></tr><tr><td>B27 met insuline</td><td>Life Technologies</td><td>17505055</td><td></td></tr><tr><td>B27 zonder insuline</td><td>Life Technologies</td><td>A1895601</td><td></td></tr><tr><td>CHIR99021</td><td>Stemgent</td><td>04-0004</td><td>Maak een 6 &mu;M voorraad, verdeel vervolgens in aliquots en bewaar bij -20&nbsp;&deg;C.</td></tr><tr><td>Essential 8 Media</td><td>Life Technologies</td><td>A1517001</td><td></td></tr><tr><td>H7 Human Embryonic Stem Cells</td><td>WiCell</td><td>WA07</td><td></td></tr><tr><td>hESC Qualified Matrix, Corning Matrigel</td><td>Corning</td><td>354277</td><td>Ontdooi op ijs bij 4 &deg;C een nacht en verdeel vervolgens 150 &mu;l in afzonderlijke buisjes en bewaar bij -20&nbsp;&deg;C.</td></tr><tr><td>IWR-1</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>I0161</td><td>Maak een voorraad van 10 mM en verdeel in aliquots. Bewaar bij -20 &deg;C</td></tr><tr><td>Neonatal Calf Serum</td><td>Life Technologies</td><td>16010159</td><td></td></tr><tr><td>Niet-enzymatische dissociatiereagent: Gentle Cell Dissociatie Reagent</td><td>Stem Cell Technologies</td><td>7174</td><td></td></tr><tr><td>Penicilline-Streptomycine</td><td>Corning</td><td>30-002-CI</td><td></td></tr><tr><td>RPMI 1640</td><td>Life Technologies</td><td>11875-093</td><td>Koel bewaren</td></tr><tr><td>Y-27632 (ROCK-remmer)</td><td>Stemgent</td><td>04-0012</td><td>Resuspendeer tot een voorraadconcentratie van 10 mM, verdeel in aliquots en bewaar bij -20&nbsp;&deg;C. Vermijd bevriezing en ontdooi cycli.</td></tr><tr><td>Celsortering</td><td>Bedrijf</td><td>Catalogusnummer</td><td>Opmerkingen</td></tr><tr><td>4&rsquo;,6-Diamidino-2-Phenylindole, Dihydrochloride (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>Enzymatische dissociatiereagent: Cell Detach Kit I (0,04% Trypsine/ 0,03% EDTA, Trypsine neutralisatieoplossing en Hanks Buffered Salt Solution)&nbsp;</td><td>PromoCell</td><td>C-41200</td><td></td></tr><tr><td>Fetal Bovine Serum</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>Weefselconstructie</td><td>Bedrijf</td><td>Catalogusnummer</td><td>Opmerkingen</td></tr><tr><td>0,25% Trypsine/0,1% EDTA</td><td>Fisher Scientific</td><td>25-053-CI</td><td>Optioneel: Voor het verzamelen van aanvullende cellen van belang</td></tr><tr><td>10x MEM</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>M0275-100ML</td><td></td></tr><tr><td>10x PBS-pakketten</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>P3813</td><td></td></tr><tr><td>Collageen, Bovine Type I</td><td>Life Technologies</td><td>A10644-01</td><td>Bewaar op ijs</td></tr><tr><td>DMEM/F12</td><td>Life Technologies</td><td>11330057</td><td></td></tr><tr><td>Dulbecco&rsquo;s Modified Eagles Medium (DMEM), Hoge Glucose</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>D5648</td><td></td></tr><tr><td>Polydimethylsiloxaan (PDMS)</td><td>Dow Corning</td><td>Sylgard 184</td><td></td></tr><tr><td>Sodium HEPES</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>H3784</td><td></td></tr><tr><td>Natriumhydroxide</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>221465</td><td></td></tr><tr><td>Materialen</td><td>Bedrijf</td><td>Catalogusnummer</td><td>Opmerkingen</td></tr><tr><td>1,5 ml microcentrifugebuisjes</td><td>Fisher Scientific</td><td>NC0536757</td><td></td></tr><tr><td>15 ml polypropyleen centrifugebuis</td><td>Corning</td><td>352096</td><td></td></tr><tr><td>5 ml Polystyreen Ronde Bodembuis</td><td>Corning</td><td>352235</td><td>Met geïntegreerde 35 &mu;m celstrainer</td></tr><tr><td>50 ml polypropyleen centrifugebuis</td><td>Corning</td><td>352070</td><td></td></tr><tr><td>6-well platte bodem weefselcultuur plaat</td><td>Corning</td><td>353046</td><td></td></tr><tr><td>Celschraper, Wegwerpbaar</td><td>Biologix</td><td>70-2180</td><td></td></tr><tr><td>Polysulfon</td><td>McMaster-Carr</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Polytetrafluorethyleen (Teflon)</td><td>McMaster-Carr</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Apparatuur</td><td>Bedrijf</td><td>Catalogusnummer</td><td>Opmerkingen</td></tr><tr><td>Dissectiemicroscoop</td><td>Olympus</td><td>SZ-61</td><td>Of soortgelijk, moet een montage hebben voor de hoge snelheidscamera om te bevestigen</td></tr><tr><td>Elektrisch pacing systeem</td><td>Astro-Med, Inc</td><td>Grass S88X Stimulator</td><td></td></tr><tr><td>Hoge snelheidscamera</td><td>Pixelink</td><td>PL-B741U</td><td>Of soortgelijk, maar moet in staat zijn om 100 frames per seconde voor nauwkeurige dataverwerving</td></tr><tr><td>Temperatuurcontrole van de plaat</td><td></td><td></td><td>Wordt gebruikt om de temperatuur van het medium te behouden tijdens dataverwerving.</td></tr><tr><td>Aangepaste materialen</td><td>Bedrijf</td><td>Catalogusnummer</td><td>Opmerkingen</td></tr><tr><td>LabView Post-tracking programma</td><td></td><td></td><td>Beschikbaar op aanvraag van de auteurs</td></tr></tbody></table>

de bouw van defined human engineered hartweefsel om te studeren mechanismen van cardiac cell therapy

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

Menselijke hartweefselengineering kan een fundamentele impact hebben op therapeutische ontdekking door de ontwikkeling van nieuwe soortspecifieke screeningssystemen die de biofidelity van driedimensionale inheemse menselijke myocardium repliceren, terwijl ook een gecontroleerd niveau van biologische complexiteit mogelijk maken en niet-destructieve longitudinale monitoring van weefselcontractiele functie toestaan. Aanvankelijk werden humane geëngineerde hartweefsels (hECT) gecreëerd met behulp van de volledige celpopulatie verkregen uit gerichte differentiatie van humane pluripotente stamcellen, wat typisch minder dan 50% cardiomyocyten opleverde. Om echter betrouwbare voorspellende modellen van menselijke myocardium te creëren en mechanismen van heterocellulaire interactie te verduidelijken, is het essentieel om de biologische samenstelling in geëngineerde weefsels nauwkeurig te controleren.
Om deze beperking aan te pakken, gebruiken we live celsortering voor de cardiovasculaire oppervlaktemarker SIRPα en de fibroblastmarker CD90 om weefsels te creëren die een 3:1-verhouding van deze celtypen bevatten, die vervolgens worden gemengd en toegevoegd aan een collageen-gebaseerde matrixoplossing. Resulterende hECTs zijn dus volledig gedefinieerd in zowel hun cellulaire als extracellulaire matrixsamenstelling.
Hier beschrijven we de constructie van gedefinieerde hECTs als een modelsysteem om mechanismen van cel-celinteracties in celtherapieën te begrijpen, met behulp van een voorbeeld van humane beenmerg-afgeleide mesenchymale stamcellen (hMSC) die momenteel worden gebruikt in humane klinische proeven. De gedefinieerde weefselsamenstelling is onmisbaar om te begrijpen hoe de hMSCs mogelijk interageren met de endogene hartceltypen om weefselfunctie te verbeteren. Er wordt ook een bioreactorsysteem beschreven dat gelijktijdig zes hECTs parallel cultiveert, wat een efficiënter gebruik van de cellen na sortering mogelijk maakt.

Cardiale myocyten te verkrijgen, is een licht gewijzigde versie van de Boheler en Lian differentiatiemethoden gebruikt 30,31. Het is noodzakelijk dat de differentiatie begint tijdens de log-fase van celgroei, maar ook dat de uitgangspopulatie voldoende confluent een bruikbare aantal cellen na sortering (ongeveer 75% is optimaal). Kenmerkend voor H7 hESCs, scheepswand in een dichtheid van 140.000 hESCs per putje van een 6-putjes essentiële 8 media en 5% CO2 incubator bij 37 ° C levert voldoende conf...

Dit manuscript beschrijft de creatie van gedefinieerde geëngineerde hartweefsels met behulp van uitdrukking van oppervlaktemarkers en celsortering. De gedefinieerde weefsels kunnen vervolgens worden gebruikt in een multi-weefsel bioreactor om mechanismen van hartceltherapie te onderzoeken om zo een functioneel, maar gecontroleerd, modelsysteem van het menselijk hart te bieden.

De bouw van Defined Human Engineered hartweefsel om te studeren Mechanismen van Cardiac Cell Therapy

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

Het algemene doel van deze procedure is het creëren van menselijke engineered hartweefsels met een gedefinieerde cellulaire samenstelling. Deze methode kan belangrijke uitdagingen in het veld van cardiac tissue engineering aanpakken, waaronder het beheersen van variabiliteit en de efficiëntie van cardiale differentiatie, en het begrijpen van hoe specifieke celtypen de cardiale contractiele functie beïnvloeden. Het belangrijkste voordeel van deze techniek is dat het eindresultaat menselijk engineered hartweefsel is met een gecontroleerde en gedefinieerde samenstelling.Replicaties van deze techniek zijn uitbreidbaar naar therapieën voor hartaandoeningen, omdat gedefinieerde weefsels een nieuw, biologisch relevant en biomedisch screeningsplatform kunnen bieden dat in staat is om therapeutische interventies te evalueren. Hoewel deze methode inzicht kan verschaffen in nieuwe cardiale therapeutica, kan het systeem van in vitro gekweekt menselijk hartweefsel ook worden gebruikt om de mechanismen van cardiale celtherapie te begrijpen. Begin met cardiomyocyteculturen afgeleid van menselijke embryonale stamcellen, was de cellen eenmaal met PBS en voeg 1 mL 0,04% trypsin-EDTA toe.Incubeer de cellen gedurende 10 minuten bij 37 °C en 5% CO2. Terwijl de cellen incuberen, voegt u 12 µL ROCK-remmer toe aan zes mL trypsineneutralisatielosung. Haal de platen uit de incubator en voeg één mL van de neutralisatielosung toe aan elke put van de zes-puts plaat.Breng alle cellen uit elke put over naar één enkele centrifugebuis van 15 milliliter. Was alle zes de putten met één volume van 3 milliliter PBS en voeg dit wassel samen met de cellen in de buis. Centrifugeer de buis 5 minuten bij 300 ×g bij 4 °C om de cellen te pelletteren.Om de cellen voor te bereiden op live cell sorting via FACS, wordt de kleuringsbuffer bereid door vijf milliliters FBS en 50 microliters ROCK-inhibitor toe te voegen aan 45 milliliters PBS op ijs. Verwijder het supernatant van de gepelletteerde cellen en resuspendeer deze in 1,2 milliliters kleuringsbuffer. Overbreng 200 microliters van de gesuspendeerde cellen naar een nieuwe, vooraf gekoelde 50-milliliter centrifugebuis op ijs.Breng vervolgens de resterende één milliliter van de celсусpensie over naar een nieuwe, vooraf gekoelde 50-milliliter centrifugebuis op ijs en voeg twee microliters SIRP alpha-PE/Cy7 en vier microliters CD90-FITC antilichamen toe. Meng de celsuspensie voorzichtig met een transferpipet en plaats de buis op ijs. Incubeer de twee 50-milliliter buizen met de negatieve controle en het monster op een rocker shaker op ijs bij vier graden Celsius gedurende één uur.Terwijl de cellen incuberen, brengt u drie milliliter differentiatiemedium twee over in elk van twee centrifugebuizen van 15 milliliter. Voeg vervolgens drie microliter ROCK-remmer toe en bewaar deze FACS-opvangbuizen op ijs vóór gebruik. Pellet vervolgens de gekleurde cellen bij 300 ×g gedurende vijf minuten bij vier graden Celsius.Was deze vervolgens tweemaal met 10 milliliters ijskoud PBS. Resuspendeer het monsterpellet voorzichtig in één tot drie milliliters kleuringsbuffer met DAPI. Voeg 500 microliters kleuringsbuffer zonder DAPI toe aan het pellet van de negatieve controle.Filter beide cel-suspensies door een 40-micron cell strainer om celklonters te verwijderen en breng ze vervolgens over naar polystyreen FACS-buisjes op ijs. Breng de monsters direct naar de cel-sorter. Stel de gating-parameters vast, beginnend met het monster van de negatieve kleuringscontrole.Select vervolgens, tijdens het analyseren van de monstercellen, de DAPI-negatieve levende celpopulatie. Verzamel zowel de FITC-positieve als de PE/Cy7-positieve celpopulaties afzonderlijk bij 20 PSI. Nadat de cellen zijn gekweekt en opnieuw zijn geaggregeerd, zoals aangegeven in het tekstprotocol, worden de celkweekplaten uit de incubator gehaald en wordt het medium overgebracht naar een centrifugebuis van 50 milliliter.Was de platen met drie milliliter PBS en breng het wasmiddel over naar dezelfde centrifugebuis van 50 milliliter. Voeg vervolgens drie milliliter 0,04%trypsin-EDTA toe aan de platen en incubeer bij 37 graden Celsius en 5%CO2. Controleer de platen na vijf minuten met een microscoop op celdetachement.Zodra alle cellen zijn losgekomen, voegt u drie milliliter trypsin-neutralisatielosung toe aan de platen. Meng voorzichtig en breng de cellen over naar de oorspronkelijke centrifugebuis van 50 milliliter. Was de platen met vijf milliliter PBS en voeg deze wasvloeistof ook toe aan de buis.Pellet de cellen door centrifugatie bij 300 ×g gedurende vijf minuten bij kamertemperatuur. Verwijder het supernatant en resuspendeer het pellet in één milliliter neonataal runderserum, of NBS-medium. Breng de cellen vervolgens over naar een microcentrifugebuisje van 1,5 milliliter.Centrifugeer de cellen bij 300 ×g gedurende vijf minuten bij kamertemperatuur en verwijder het supernatant. Om de zes gemanipuleerde hartweefsels te genereren, verdunt u 60,0 µL van de 5 mg/mL collageenvoorraad tot 3,125 mg/mL met 1,5 µL 1 M natriumhydroxide, 9,6 µL 10X PBS en 24,9 µL steriel ultrapuur water. Hierbij is het cruciaal om te voorkomen dat er luchtbellen in het collageenmengsel terechtkomen, aangezien luchtbellen langzaam ontsnappen uit de viskeuze oplossing en de weefselvorming tijdens de weefselcompactie kunnen verstoren.Pipette langs de wand van de 15-milliliter buis om telkens 12,0 microliters 10X MEM en 0,2 normale HEPES bij pH 9 toe te voegen om het collageenmengsel te verdunnen. Voeg vervolgens de basementmembraanmatrix toe aan het collageenmengsel tot een eindconcentratie van 0,9 milligram per milliliter en meng voorzichtig. Bewaar dit uiteindelijke weefselmengsel op ijs.Breng vervolgens het volledige weefselmengsel over naar de celpellet en voeg aanvullende cellen toe zoals aangegeven in het tekstprotocol. Vul de buis aan tot een eindvolume van 150 microliters met celvrij NBS-medium en meng voorzichtig. Pipetteer zorgvuldig 25 microliters van de celsuspensie in elk van de zes wells in de basisplaat van de bioreactor.Herhaal de mengprocedure tussen elke well om cellen die mogelijk zijn neergeslagen opnieuw te resuspenderen. Pipetteer telkens slechts één weefsel per well om een consistent volume en cellenaantal per weefsel te garanderen. Duw apart twee rijen polydimethylsiloxaan, of PDMS, krachtsensoren aan weerszijden van het polysulfonframe om zes paren tegenover elkaar staande posts te vormen.Keer het frame om bovenop de basisplaat, zodat één paar palen in elk putje met de celсусpensie komt. Plaats de bioreactor vervolgens in een schaal van 60 millimeter en zet deze schaal zonder dekselet in een schaal van 10 centimeter. Plaats het deksel op de schaal van 10 centimeter en verplaats de gehele bioreactor-opstelling naar de weefselkweekincubator.Verwijder na twee uur incubatie de bioreactor-eenheid en voeg 14 milliliter NBS-medium toe om de bodemplaat te bedekken. Plaats de bioreactor terug in de celkweekincubator en vervang elke dag de helft van het medium. Verwijder na 48 uur de bodemplaat voorzichtig, telkens enkele millimeters per keer.Plaats de bioreactor vervolgens weer in het medium met het weefsel naar beneden gericht. Als een stuk weefsel van een steunpilaar loslaat bij het verwijderen van de bodemplaat, bevestig het weefsel dan voorzichtig opnieuw aan de pilaar. Differentiatie van menselijke embryonale stamcellen resulteert in een gemengde cultuur van hoofdzakelijk cardiomyocyten en fibroblasten die zichzelf organiseren in clusters en robuust kloppende netwerken vormen door de hele schaal.FACS-sortering van deze culturen onthulde dat deze differentiatiemethode resulteert in een populatie die ten minste 65% SIRP alpha-positieve cellen en 10% CD90-positieve cellen bevat. Na het verwijderen van de bodemplaat krijgen de door de mens ontwikkelde hartweefsels, of HECTs, de kans om zichzelf te assembleren binnen de bioreactor. Mature en gecompacteerde HECTs buigen de geïntegreerde krachtsensoren zichtbaar af met een gemiddelde kracht van vijf tot 15 micronewtons.Metingen van de twitch-kracht onthullen hoe geïsoleerde variabelen de contractiele kracht in deze gedefinieerde engineered weefsels beïnvloeden. Hier wordt, wanneer de weefsels worden aangevuld met 10% menselijke mesenchymale stamcellen, een aanzienlijke toename van de contractiele kracht waargenomen bij zowel de pacing-frequenties van één hertz als twee hertz. Zodra de methode onder de knie is, duurt de differentiatie ongeveer 20 dagen, de cellsortering ongeveer vijf uur en de constructie van het weefsel ongeveer drie uur.Voor een correcte weefselvorming na de constructie zijn nog eens zeven dagen nodig. Na deze procedure kunnen andere methoden, waaronder celmarkering en aanvulling van het weefselmengsel, worden uitgevoerd om aanvullende vragen te beantwoorden over de effecten van specifieke cel-celinteracties of om de mechanismen van celtherapie te bepalen. Na het bekijken van deze video zou u een goed begrip moeten hebben van hoe menselijke engineered hartweefsels met een bekende en gecontroleerde cellulaire samenstelling kunnen worden gecreëerd.

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

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Bio-engineering

De generatie van uitgelijnde myocardiale weefsel is een belangrijke voorwaarde voor het aanpassen van de recente ontwikkelingen in de stamcel biologie om klinisch bruikbare doeleinden. Hierin beschrijven we een microcontact afdrukken benadering voor de nauwkeurige controle van cellulaire vorm en functie. Met behulp van zeer zuivere populaties van embryonale stamcellen afgeleid cardiale voorlopercellen, we dan het genereren van anisotrope functionele myocardium.

Generatie van Aligned Functionele myocardweefsel Door microcontact afdrukken

Hier tonen we de generering van humane gemanipuleerde hartweefsel van geïnduceerde pluripotente stamcellen (iPSC) afgeleide cardiomyocyten. We presenteren een methode om contractiekracht en voorbeeldige verandering van contractie patroon geanalyseerd door hERG kanaal remmer E-4031. Deze werkwijze vertoont een hoge mate van robuustheid en geschiktheid voor cardiale geneesmiddelscreening.

Geautomatiseerde Contractie Analyse van Human Engineered hartweefsel voor Cardiac Drug Safety Screening

Dit protocol beschrijft een netto schimmel gebaseerde methode om te maken van driedimensionale steiger-vrije cardiale weefsels met bevredigende structurele integriteit en synchrone kloppend gedrag.

Een netto schimmel gebaseerde methode van de steiger-free driedimensionale cardiale weefsel schepping

Dit protocol beschrijft de procedure voor het doorsnijden en kweken van menselijke cardiale plakjes voor preklinische geneesmiddelentesten en beschrijft het gebruik van optische mapping voor het opnemen van transmembranespanning en intracellulaire calciumsignalen gelijktijdig van deze plakjes.

Preklinische Cardiale Elektrofysiologie Beoordeling door Dual Voltage en Calcium Optical Mapping van human organotypic cardiale plakjes

Het huidige protocol genereert mesh-vormige ontworpen cardiale weefsels met cardiovasculaire cellen afkomstig van menselijke geïnduceerde pluripotente stamcellen om het onderzoek van celimplantatietherapie voor hartziekten mogelijk te maken.

Voorbereiding van mesh-vormige ontworpen cardiale weefsels afgeleid van menselijke iPS cellen voor In Vivo Myocardial Repair

Hier beschrijven we een eenvoudig te gebruiken methodologie om 3D zelfgeassembleerde cardiale microtissue-arrays te genereren die zijn samengesteld uit vooraf gedifferentieerde door de mens geïnduceerde pluripotente stamcel-afgeleide cardiomyocyten, cardiale fibroblasten en endotheelcellen. Deze gebruiksvriendelijke en laagcellige techniek die nodig is om cardiale microtissues te genereren, kan worden geïmplementeerd voor ziektemodellering en vroege stadia van medicijnontwikkeling.

Fabricage van 3D cardiale microtissue arrays met behulp van menselijke iPSC-afgeleide cardiomyocyten, cardiale fibroblasten en endotheelcellen

Dit protocol is bedoeld om 3D-hartsferoïden (CS'en) te fabriceren door cellen in hangende druppels te co-culturing. Collageen-ingebedde ES's worden behandeld met doxorubicine (DOX, een cardiotoxisch middel) bij fysiologische concentraties om hartfalen te modelleren. In vitro testen met dox-behandelde ES's kunnen worden gebruikt om nieuwe therapieën voor patiënten met hartfalen te identificeren.

Cardiale Sferoïden als in vitro Bioengineered Heart Tissues to Study Human Heart Pathophysiology

Het doel van dit protocol is om de ontwikkeling van een driedimensionaal (3D) microfluïdisch model van sterk uitgelijnd menselijk hartweefsel, samengesteld uit stamcel-afgeleide cardiomyocyten, samen met hartfibblasten (CFs) in een biomimetische, op collageen gebaseerde hydrogel, uit te leggen en aan te tonen, voor toepassingen in hartweefseltechniek, geneesmiddelenscreening en ziektemodellering.

Het ontwikkelen van 3D georganiseerd menselijk hartweefsel binnen een microfluïdisch platform

Hier wordt een reeks protocollen gepresenteerd voor het genereren en cryopreservatie van cardiale sferoïden (CSs) uit door de mens geïnduceerde pluripotente stamcel-afgeleide cardiomyocyten gekweekt in een multidimensionaal formaat met hoge doorvoer. Dit driedimensionale model functioneert als een robuust platform voor ziektemodellering, high-throughput screenings en behoudt zijn functionaliteit na cryopreservatie.

Generatie, high-throughput screening en biobanking van door de mens geïnduceerde pluripotente stamcel-afgeleide cardiale sferoïden

Driedimensionale hartweefsels die bio-engineered zijn met behulp van van stamcellen afgeleide cardiomyocyten zijn naar voren gekomen als veelbelovende modellen voor het bestuderen van gezond en ziek menselijk myocardium in vitro , terwijl ze de belangrijkste aspecten van de inheemse cardiale niche recapituleren. Dit manuscript beschrijft een protocol voor het vervaardigen en analyseren van gemanipuleerde hartweefsels met een hoog gehalte die zijn gegenereerd uit door de mens geïnduceerde...

Ontwerp van een bioreactor om de data-acquisitie en modeldoorvoer van gemanipuleerde hartweefsels te verbeteren

Er wordt een reproduceerbare methode gepresenteerd om 3D-myocardiale weefsels te genereren die smelt-elektrospinnende schrijf- (MEW), polycaprolacton (PCL)-steigers en fibrinehydrogels combineren met hiPSC-afgeleide cardiomyocyten en fibroblasten. Deze techniek biedt nauwkeurige controle over de steigerarchitectuur en kan worden toegepast bij preklinische geneesmiddelentests en modellering van hartaandoeningen.

3D generatie van menselijk myocardweefsel met behulp van smeltelektrospinning schrijven van polycaprolactonsteigers en hiPSC-afgeleide hartcellen

Leer hoe je gedefinieerd menselijk hartweefsel bouwt met celopruimingstechnieken om mechanismen van hartceltherapie te bestuderen. Deze methode biedt een gecontroleerd model voor therapeutische interventies.

De bouw van Defined Human Engineered hartweefsel om te studeren Mechanismen van Cardiac Cell Therapy

Meer video's verkennen