Generating Self-Assembling Human Heart Organoids Derived from Pluripotent Stem Cells

Yonatan R. Lewis-Israeli; Brett D. Volmert; Mitchell A. Gabalski; Amanda R. Huang; Aitor Aguirre

doi:10.3791/63097

Generowanie samoorganizujących się organoidów ludzkiego serca pochodzących z pluripotencjalnych k...

JoVE Journal
Biochemistry

A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.

JoVE Journal Biochemistry

Generating Self-Assembling Human Heart Organoids Derived from Pluripotent Stem Cells

Generowanie samoorganizujących się organoidów ludzkiego serca pochodzących z pluripotencjalnych komórek macierzystych

Full Text

11,285 Views

08:56 min

September 15, 2021

DOI: 10.3791/63097-v

Yonatan R. Lewis-Israeli^1,2, Brett D. Volmert^1,2, Mitchell A. Gabalski^1,2, Amanda R. Huang^1,2, Aitor Aguirre^1,2

¹Institute for Quantitative Health Science and Engineering, Division of Developmental and Stem Cell Biology,Michigan State University, ²Department of Biomedical Engineering, College of Engineering,Michigan State University

Please note that some of the translations on this page are AI generated. Click here for the English version.

Overview

This protocol allows for the efficient creation of developmentally relevant human heart organoids (hHOs) using human pluripotent stem cells. The method produces complex, functionally relevant heart tissues that can model various cardiovascular diseases.

Key Study Components

Area of Science

Cardiovascular biology
Stem cell research
Organoid technology

Background

Human heart organoids are vital for studying heart development.
They provide insights into congenital heart defects and other cardiovascular diseases.
Current methods lack reproducibility and complexity.
This protocol aims to address these limitations.

Purpose of Study

To develop a reproducible method for creating hHOs.
To model human cardiovascular diseases effectively.
To facilitate high-throughput screening of pharmacological treatments.

Methods Used

Sequential activation of developmental cues.
Three-step differentiation protocol.
Utilization of human pluripotent stem cells.
Creation of a vascular network and heart chambers.

Main Results

Successful generation of all heart cell types.
Creation of a complex 3D structure resembling the developing heart.
Ability to model a range of cardiovascular diseases.
High throughput nature allows for effective drug screening.

Conclusions

This protocol provides a reliable method for hHO creation.
It enhances the understanding of heart development and disease.
The technique is beneficial for future cardiovascular research.

Frequently Asked Questions

What are human heart organoids?

Human heart organoids are 3D structures created from stem cells that mimic the developing human heart.

How does this protocol improve upon previous methods?

This protocol is more reproducible and allows for the creation of complex heart tissues.

What diseases can be modeled using hHOs?

HOs can model various cardiovascular diseases, including congenital heart defects.

What is the significance of using pluripotent stem cells?

Pluripotent stem cells can differentiate into any cell type, making them ideal for creating heart tissues.

Can this method be used for drug screening?

Yes, the high throughput nature of the method allows for effective pharmacological screening.

Is this protocol cost-effective?

Yes, the protocol is designed to be simple and cost-effective.

Tutaj opisujemy protokół do efektywnego tworzenia istotnych dla rozwoju organoidów ludzkiego serca (hHO) przy użyciu ludzkich pluripotencjalnych komórek macierzystych poprzez samoorganizację. Protokół opiera się na sekwencyjnej aktywacji sygnałów rozwojowych i wytwarza wysoce złożone, funkcjonalnie istotne tkanki ludzkiego serca.

Protokół ten pozwala nam stworzyć złożoną strukturę 3D, która bardzo przypomina rozwijające się ludzkie serce, w prosty, opłacalny sposób, który jest powtarzalny na wszystkich liniach komórkowych. Składa się z jednego protokołu z trzema etapami różnicowania, który daje początek wszystkim typom komórek serca, w tym komorom i sieci naczyniowej. Technika ta pozwala nam modelować szeroki zakres chorób sercowo-naczyniowych u ludzi i badać przesiewowe skuteczne leczenie farmakologiczne.

Dzięki wysokiej przepustowości jego konstrukcji. Metoda ta jest przydatna do badania rozwijającego się ludzkiego serca, a także chorób powszechnie z nim związanych. Jedną z nich są wrodzone wady serca.

View the full transcript and gain access to thousands of scientific videos

Explore More Videos

Organoidy ludzkiego serca pluripotencjalne komórki macierzyste struktura 3D choroby układu krążenia wrodzone wady serca protokół hodowli komórkowej etapy różnicowania ciała zarodkowe pożywka PSC postępowanie z organoidami metoda wysokoprzepustowa badania farmakologiczne zawiesina komórkowa protokół wirówki inżynieria tkankowa