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As doenças cardiovasculares continuam sendo a principal causa de morte em todo o mundo, sendo responsáveis por 17,3 milhões de mortes por ano1. A perda de cardiomiócitos decorrente de infarto do miocárdio (IM) ou insuficiência cardíaca progressiva é uma das principais causas de morbidade e mortalidade2. Devido à capacidade regenerativa limitada, os corações de mamíferos adultos geralmente sofrem de função de bomba prejudicada e insuficiência cardíaca após lesão3-6. Como tal, a (re)geração eficiente de cardiomiócitos in vivo e in vitro para o tratamento de doenças cardíacas e para a modelagem de doenças é uma questão crítica que precisa ser abordada.
O desenvolvimento recente da reprogramação direta, que reprograma diretamente as células de um fenótipo diferenciado para outro sem fazer a transição para o estado pluripotente, oferece uma abordagem alternativa promissora para a medicina regenerativa. O coração de mamíferos contém abundantes fibroblastos cardíacos (FCs), que representam aproximadamente metade das células do coração e proliferam maciçamente após a lesão7-9. Assim, o vasto conjunto de FCs poderia servir como uma fonte endógena de novos CMs para terapia regenerativa se eles pudessem ser reprogramados diretamente em CMs funcionais. Foi demonstrado que uma combinação de fatores de transcrição, como Gata4 (G), Mef2c (M) e Tbx5 (T), com ou sem microRNAs ou pequenas moléculas, pode reprogramar fibroblastos em iCMs10-26. É importante ressaltar que essa conversão também pode ser induzida in vivo e resulta em melhora da função cardíaca e redução do tamanho da cicatriz em um coração infartado16,27-29. Esses estudos indicam que a reprogramação cardíaca direta pode ser um caminho potencial para curar um coração ferido. No entanto, a baixa eficiência da reprogramação do iCM tornou-se um grande obstáculo para estudos mecanicistas futuros. Além disso, a reprodutibilidade da reprogramação cardíaca é outra questão controversa dessa tecnologia11,30,31.
Muito recentemente, geramos um conjunto completo de construções policistrônicas que codificam G,M,T em todas as ordens de splicing possíveis com sequências 2A idênticas em um único mRNA. Essas construções policistrônicas produziram níveis variados de expressão das proteínas G, M e T, o que levou a uma eficiência de reprogramação significativamente diferente25. A construção mais eficiente, denominada MGT, que apresentou Mef2c relativamente alta e baixa expressão de Gata4 e Tbx5, melhorou significativamente a eficiência de reprogramação e produziu grandes quantidades de iCMs com expressão de marcadores CM, oscilação robusta de cálcio e batimentos espontâneos25. Além disso, ao usar a construção policistrônica MGT, nosso estudo evitou o uso de múltiplos vetores e gerou células com proporção de expressão homogênea de G,M,T, fornecendo assim uma plataforma aprimorada para a pesquisa de reprogramação cardíaca. Para aumentar a reprodutibilidade experimental, aqui descrevemos em detalhes como isolar fibroblastos, produzir MGT portador de retrovírus, gerar iCMs e avaliar a eficiência da reprogramação.