Ludzkie indukowane pluripotencjalne komórki macierzyste (hiPSC) są jednymi z najbardziej obiecujących środków do regeneracyjnej terapii komórkowej, ponieważ mogą być różnicowane w potencjalnie nieograniczony zakres i ilość komórek, które nie są odrzucane przez układ odpornościowy pacjenta. Jednak ich zdolność do samoreplikacji i różnicowania może również prowadzić do powstawania nowotworów, w związku z czym hiPSC muszą być w pełni zróżnicowane w określone typy komórek, takie jak kardiomiocyty (CM), komórki śródbłonka (EC) i komórki mięśni gładkich (SMC), przed podaniem. Jedną z najprostszych i najczęstszych metod podawania komórek jest bezpośrednie wstrzyknięcie do mięśnia sercowego, ale liczba przeszczepionych komórek, które są wszczepiane przez natywną tkankę mięśnia sercowego, jest wyjątkowo niska. Wiele z tego wyczerpania można przypisać cytotoksycznemu środowisku niedokrwionej tkanki; jednakże, gdy mysie embrionalne komórki macierzyste (ESC) zostały wstrzyknięte bezpośrednio do mięśnia sercowego nieuszkodzonego serca, tylko ~40% z 5 milionów dostarczonych komórek zostało zachowanych przez 3-5 godzin1, co sugeruje, że znaczna część podanych komórek opuściła miejsce podawania, być może dlatego, że zostały wyciśnięte przez ścieżkę igły przez wysokie ciśnienie wytwarzane podczas skurczu mięśnia sercowego.
Tutaj prezentujemy nowatorskie i znacznie bardziej efektywne metody generowania kardiomiocytów pochodzących z hiPSC (hiPSC-CMs)2, komórek śródbłonka (hiPSC-ECs)3, oraz komórek mięśni gładkich (SMC)4. Warto zauważyć, że ten protokół hiPSC-SMC jest pierwszym, który naśladuje szeroki zakres cech morfologicznych i funkcjonalnych obserwowanych w somatycznych SMCs5, kierując komórki w kierunku głównie syntetycznego lub kurczliwego fenotypu SMC. Zapewniamy również metodę dostarczania komórek, która poprawia szybkość wszczepiania wstrzykiwanych komórek poprzez tworzenie plastra fibrynowego zawierającego cytokiny w miejscu wstrzyknięcia. Wydaje się, że plaster poprawia zarówno retencję komórek, uszczelniając ścieżkę igły, aby zapobiec wydostawaniu się komórek z mięśnia sercowego, jak i przeżycie komórek, uwalniając insulinopodobny czynnik wzrostu (IGF) przez okres co najmniej trzech dni.