Terapia oparta na komórkach jest jedną z najbardziej obiecujących i zbadanych strategii naprawy/regeneracji serca. Zostało to wsparte przez inżynierię tkanek serca i wspólne dostarczanie biomateriałów1,2. Większość dostępnych źródeł komórek została przebadana na modelach zwierzęcych pod kątem ich potencjalnie korzystnego wpływu na uszkodzone, chore lub starzejące się serca3. W szczególności podjęto znaczne wysiłki w celu wykorzystania ludzkich pluripotencjalnych komórek macierzystych (hPSC) pochodzących z kardiomiocytów (hPSC-CM), potencjalnie nieograniczonego źródła komórek autologicznych w inżynierii tkankowej serca. hPSC-CM mogą być tworzone przy użyciu kilku ustalonych protokołów4,5,6. Jednak uzyskane komórki wykazują fenotypy podobne do płodowych, z szeregiem niedojrzałych cech w porównaniu z dorosłymi kardiomiocytami komorowymi7,8. Może to stanowić przeszkodę w zastosowaniu hPSC-CM jako modeli dorosłej tkanki serca w badaniach nad odkrywaniem leków oraz w opracowywaniu modeli chorób serca u dorosłych9.
Aby przezwyciężyć to ograniczenie niedojrzałości fenotypowej, aktywnie badano nowe podejścia wspomagające dojrzewanie kardiomiocytów. Wczesne badania wykazały skuteczne właściwości pro-dojrzewające w kardiomiocytach noworodków szczurów poprzez cykliczne mechaniczne10 lub stymulację elektryczną11. Wykazano również, że zagęszczanie żelu i cykliczna stymulacja mechaniczna poprawiają niektóre aspekty dojrzewania hPSC-CM 12,13, przy minimalnym poprawie właściwości elektrofizjologicznych i obchodzenia się z wapniem. W związku z tym opracowano system platformy o nazwie "drut biologiczny" (biowire), dostarczając zarówno wskazówek strukturalnych, jak i stymulacji pola elektrycznego w celu przyspieszenia dojrzewania hPSC-CMs14. System ten wykorzystuje mikroprefabrykowaną platformę do tworzenia wyrównanej tkanki serca, która jest podatna na stymulację polem elektrycznym. Można to wykorzystać do poprawy dojrzałości strukturalnej i elektrofizjologicznej hPSC-CM. Tutaj opisujemy szczegóły wytwarzania takich biodrutów.