Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Medicine

Sammentrekninger av Human-iPSC-avledet Cardiomyocyte Syncytia målt med et Ca-sensitive fluorescerende fargestoff i temperaturkontrollerte 384-vel plater

Published: October 18, 2018 doi: 10.3791/58290

Summary

Spontant kontrahering syncytia av cardiomyocytes fra menneskeskapte pluripotent er stamceller nyttige modeller av menneskelige hjerte fysiologi og farmakologi. Her presenterer vi en høy gjennomstrømming screening system for å kvantifisere effekten av eksogene forbindelser på slo frekvens, en Ca-sensitive fluorescerende farge og en temperaturkontrollert tenkelig flere godt plate leser.

Abstract

Spontant kontrahering syncytia av cardiomyocytes fra menneskeskapte pluripotent er stamceller (hiPSC CM) en nyttig modell av menneskelige hjerte fysiologi og farmakologi. Ulike metoder er foreslått å registrere denne spontan aktivitet og evaluere narkotika effekter, men mange av disse metodene lider av begrenset produksjon og/eller fysiologiske relevans. Vi utviklet en høy gjennomstrømming screening system for å kvantifisere effekten av eksogene forbindelser på hiPSC-CM juling frekvens, bruke en Ca-sensitive fluorescerende farge og en temperaturkontrollert tenkelig flere godt plate leser. Beskriver vi hvordan å forberede de cellen og de sammensatte platene og hvordan du kjører automatisert analysen for å oppnå høy følsomhet og reproduserbarhet. Vi beskriver hvordan å transformere og analysere fluorescens data gir pålitelig tiltak narkotika effekter på spontan rytme. Denne analysen kan brukes i stoffet funnet programmer for å veilede kjemiske optimalisering bort fra eller mot, forbindelser påvirker menneskelig hjertefunksjon.

Introduction

Nåværende protokollen viser en metode for å måle narkotika effekter på spontan vibrerende frekvensen av syncytia hiPSC-cm på fysiologisk relevante rytmer. Menneskeskapte pluripotent stamceller kan skille ut funksjonelle cardiomyocytes oppretter spontant slo syncytia i vitro1,2,3,4. Disse hiPSC CM kan fås i stort antall gjennom kommersielle leverandører eller gjennom produksjon i laboratoriet, og de er en nyttig kilde av celler til å generere modeller for menneskelig hjerte fysiologi og farmakologi. Spesielt kan de brukes til å forutsi eller å karakterisere kardial effekter som kan oppstå når et stoff administreres til mennesker5.

Vibrerende frekvensen av hiPSC CM syncytia kan måles under fysiologiske forhold microelectrode matriser eller impedans sensing1: disse noninvasive teknikker gir svært detaljert informasjon om virkninger av rusmidler, men de er ganske lav gjennomstrømming og de aktiverer ikke testing store sammensatte biblioteker i realistisk tid og budsjettbegrensninger. Et mer effektivt system kan utdypes bruker en 384-vel fluorescens imaging plate leseren og en Ca-følsom fargestoff6, men klassisk plate lesere er hindret av suboptimal temperatur kontroll og oppkjøp frekvens. Disse begrensningene er illustrert av unphysiological juling priser (~ 15 bpm, sammenlignet med 35-55 bpm i kontrollerte miljøer1) og dårlig Ca signal oppløsning (en oppkjøpet 8 Hz er på lower limit til posten priser som kan nå 120 bpm under stimulert forhold, og det kan ikke trekke ut informasjon som skråningen eller varighet). Metoden beskrevet her kombinerer innspillingen av slo mønstre fysiologiske rytmer og tilstrekkelig oppløsning til å utelukke disse bekymringene.

På den positive siden er denne metoden enkel, pålitelig og høy gjennomstrømning, som tillater rask testing av store antall forbindelser til rimelige kostnader. På den negative siden, denne metoden krever en rask plate leser med effektiv temperaturkontroll, som er en kostbar investering, og det gir litt mekanistisk informasjon om observerte narkotika effekter, som kan nødvendiggjøre ytterligere testing med mer detaljerte metoder.

Approximatively 6 x 106 hiPSC CM er nødvendig for en måling i en 384-vel celle plate. hiPSC-CM leveres vanligvis kommersielt som frosne dele ~ 4 x 106 celler i 1 mL. Derfor er det praktisk å forberede to cellen plater med tre frosne dele. I de fleste tilfeller, på grunn av lav variasjon av denne analysen, er det tilstrekkelig å utføre like målinger av testen forbindelser, og i hver celle plate, quadruplicate målinger av positiv kontrollene (forskolin, N6-cyclopentyl-adenosin og E-4031), og 20-Dupliser målinger av kontrollen negative (DMSO alene). Derfor kan maksimalt 352 sammensatte/konsentrasjon par evalueres med to 384-vel celle plater. Følgende protokollen vurderer slikt eksperiment med 352 test forbindelser, to cellen plater og 12 millioner celler som tre frosne dele; Det kan være lett skalert opp hvis det trengs flere datapunkter.

Protocol

1. forberedelse av cellen plater

Merk: Forberede celle platene 3-4 uker før måling av narkotika effekter.

  1. Dag 0 av eksperimentet
    Merk: For planleggingsformål, sammensatte testprogram kan utføres på en dag mellom dager 22-28 av eksperimentet.
    1. Slå på vannbad på 37 ° C og varme 40 mL plating medium (som leveres av produsenten).
      Merk: Bruk cellene med deres levert av leverandøren samsvarende kultur og vedlikehold media.
    2. Tine hiPSC-CM ved å plassere cryotubes som inneholder frosne celler i vannbad i 2 minutter.
    3. Overføre 1 mL celle suspensjoner nøye slik konisk 50 mL.
    4. Vask hver cryotube med 1 mL av varm plating medium for å hente leftover cellene og legge vask media til samme konisk rør fra trinn 1.1.3 inneholder celler.
    5. Bland forsiktig en annen 8 mL av varm plating medium i cellen suspensjon.
    6. Telle levende celler ved hjelp av metoden trypan blå eksklusjon og hematocytometer8.
      Merk: kravet til 6 x 106 celler for en 384-vel celle plate vurderer muligheten for opptil 20% døde celler blant frosne celler, som er maksimalt i vår erfaring.
    7. Justere celle suspensjon til 5 x 105 levende celler/mL med varm plating mediet.
    8. Distribuere celle suspensjon i to 384-og celle-plater ved å legge til 25 µL hver brønn (ca 12 500 celler per brønn).
      Merk: Cellen plater trenger ikke å være precoated med en matrise (se diskusjon).
    9. Opprettholde celle platene på 37 ° C i en fuktet atmosfære som inneholder 5% CO2.
  2. Dag 1 av eksperimentet
    1. Slå på vannbad på 37 ° C og varm 50 mL av vedlikehold medium med 1% v/v penicillin-streptomycin løsning.
    2. Erstatt plating mediet med 50 µL av varm vedlikehold medium i hver brønn av cellen platene.
  3. Dager 2-21 (opptil dag 27) av eksperimentet
    Merk: hiPSC-CMs ikke trenger noen passaging i denne perioden, som de er ikke-dele celler.
    1. Fornye halvparten av vedlikehold mediet hver 2-3 dager og fornye det helt på dager 7 og 14 21.
      Merk: Fluorescens målingen kan utføres mellom dager 22 og 28 av eksperimentet. Lenger varighet ikke har vært forsøkt, men kan fremdeles fint.

2. klargjøring av Instrument, sammensatte, og analysen plater

Merk: forberede instrument, sammensatte plater og analysen plater ved måling av narkotika effekter, mellom dager 22 og 28 av eksperimentet. Bruke en fluorescerende plate leser utstyrt med temperaturkontroll og en passende fluorescens filter kit og eksitasjon lys kilde. Bruk for eksempel en Fluo-3/Fluo-4/Fluo-8 fluorescens filter kit (eksitasjon: 472 nm, utslipp: 520-560 nm) og en 150 W eksitasjon lyskilde enhet.

  1. Minst 2 timer før den første celle platen plasseres inne plate leseren for måling, slå på leseren og sett varmesystemet på 37 ° C.
    Merk: Dette kan også gjøres kvelden før.
  2. Forberede den positive kontroller, forskolin, N6-cyclopentyl-adenosin og E-4031 som lager løsninger 0,33 mm i DMSO 10 mM i DMSO og 3,33 mM i H2O, henholdsvis.
    Merk: lager løsninger vil bli utvannet 333-fold når de legges til cellene, og målet er å oppnå siste test konsentrasjoner av 1 µM forskolin, 30 µM N6-cyclopentyl-adenosin og 10 µM E-4031, som produserer pålitelig og reproduserbar.
  3. Forberede 352 test forbindelser som DMSO lager løsninger på 333-fold planlagte test konsentrasjonen (f.eks10 mM for en test på 30 µM).
    Merk: Målet er å oppnå en siste konsentrasjon på 0,3% (v/v) DMSO i cellen platen etter sammensatte programmet; Dette er den høyeste DMSO konsentrasjonen som ikke påvirker rytmisk aktiviteten til cardiomyocytes. Lager løsninger kan også tilberedes dagen før. Minimum 5 µL av lagerløsning kreves for hver like måling.
  4. Forberede sammensatte platene.
    1. Varme 40 mL av vedlikehold medium med 1% v/v penicillin-streptomycin løsning til romtemperatur.
    2. Distribuere i to 384-godt sammensatt plater ved å legge til 1,5 µL av lagerløsning per brønn: i) de test forbindelsene (to brønner hver), ii) de positive kontrollene (forskolin, N6-cyclopentyl-adenosin og E-4031, fire brønner hver per sammensatt plate) og iii) negative kontroll (DMSO 20 brønner per sammensatt plate).
    3. Sentrifuge sammensatte platene på 100 x g for 1 min.
    4. Legge til 37 µL av vedlikehold medium ved romtemperatur i hver brønn (3,9% DMSO i 38,5 µL på det stadiet).
    5. Sentrifuge sammensatte platene på 100 x g for 1 min.
    6. Legg sammensatte platene i plate leseren.
      Merk: De neste trinnene skal utføres så snart som mulig for å minimere fordampning i sammensatte platene.
  5. Forberede fluorescerende fargestoff.
    1. Slå på vannbad på 37 ° C og varm 100 mL vedlikehold medium med 1% v/v penicillin-streptomycin løsning.
    2. Rekonstituer Ca-sensitive fluorescerende fargestoffet og avsluttes med 10 mL av varm vedlikehold medium med antibiotika.
      Merk: dette lager fluorescens mediet inneholder Ca-sensitive fluorescerende fargestoff, vanligvis Fluo-4 og en avsluttes, og noen leftover kan lagres på 4 ° C i minst 5 dager.

3. datainnsamling

Merk: utfører datainnsamling ved måling av narkotika effekter. Fremgangsmåten 3.1-.10 helt for den første celle platen, og deretter gjenta dem for cellen platen.

  1. Start plate leseren programvare (om nødvendig) og laste Pipetter tips.
  2. Justere programvare for å spille inn 2 min segment av kalsium bølger med en oppkjøpet frekvens på minst 10 Hertz definere den planlagte juling rate for hver brønn.
  3. For én celle plate, fortynne 3 mL lager fluorescens medium i 12 mL av varm vedlikehold medium med antibiotika gjøre fluorescens medium.
  4. Erstatt 20 µL av medium i hver brønn av cellen plate med 30 µL av fluorescens medium.
  5. Pipetter opp og ned 1 x å blande.
  6. Plass platen celle i plate leseren så raskt som mulig å la hiPSC-CM acclimatize til temperatur.
  7. Vent 60 minutter før datainnsamling.
  8. Start datainnsamling plate leser programvaren til posten 2 min segment av Ca bølger med en oppkjøpet frekvens på minst 10 Hz, definere grunnlinjen slo satsen for hver brønn.
    Merk: For hver innspilling, kontroller at celle platen ikke overført automatisk ut av enheten etter datainnsamling. Dette hindrer at cellen platen kjøling ved romtemperatur. I noen versjoner av plate-leser programvare, kan det være nødvendig å stoppe hver innspillingen før det slutter helt for å oppnå dette.
  9. Legge til test og referanse forbindelsene plate leser robot ved pipettering godt-å-godt 5 µL fra sammensatte platen inn i cellen plate (etter tillegg DMSO konsentrasjonen er 0,3% [v/v]).
  10. Start datainnsamling i plate reader-programmet posten 2 min segmenter av Ca bølger starter om 5, 15, 30, 45 og 60 min etter at sammensatte (Kontroller at hver gang cellen platen forblir i enheten).

4. dataanalyse

Merk: dataanalyse kan utføres når målingen.

  1. Eksport rådata for hver innspilling periode fra platen leseren programvare som ASCII-tekstfiler.
  2. Importere rådata til data analyseprogramvare.
  3. For hver brønn og alle tidspunkt, ekstra primære vibrerende frekvensen.
    Merk: Med data analyseprogramvare som vises i Tabellen for materiale, slo frekvenser kan beregnes med en tilpasset analyse rutine ved hjelp av funksjonen LombPeriodogram, basert på metoden Lomb-Scargle av minste kvadrater spektral analyse7 . Periodogram skal beregnes for en rekke frekvenser mellom 0,01 og 5 Hz. Primære frekvensen kan hentes fra periodogram med PeakAutoFind rutiner. Denne analysen metoden gir mer nøyaktige målinger av slo frekvenser enn metoden leveres som tilleggsutstyr plate reader-programmet. Men kan sistnevnte fortsatt brukes hvis programvare tilpasning ikke er et alternativ.
  4. Eksportere primære juling frekvenser for hver innspilling periode fra data analyseprogramvare som utklippstavlen Kopier eller ASCII-tekstfiler.
  5. Importere primære juling frekvenser til et regnearkprogram utklippstavlen limes inn eller tekst-filimport.
    Merk: trinn 4.5-4,9 kan utføres i alle moderne regnearkprogram.
  6. For hver brønn, normalisere til baseline vibrerende frekvensen på hvert tidspunkt etter programmet narkotika (5, 15, 30, 45 og 60 min) ved å dele primære vibrerende frekvensen på den tiden peker ved primære vibrerende frekvensen ved baseline.
  7. Beregne mener DMSO effekten på hvert tidspunkt etter programmet narkotika (5, 15, 30, 45 og 60 min) ved å beregne de normaliserte verdiene for 20 brønnene der DMSO ble brukt.
  8. For hver brønn og hver gang tilgangspunkt etter programmet narkotika (5, 15, 30, 45, og 60 min), subtrahere betyr DMSO effekt (tid-matchet) for samme plate.
  9. Gjennomsnittlig like målinger.
    Merk: Hvis en sammensatt endrer frekvens eller programvaren finner en primær frekvens etter at sammensatte, en visuell undersøkelse av slo mønsteret kan vurdere om sammensatt produsert arytmier.

Representative Results

Figur 1 viser et representativt opptak av Ca bølger ved baseline over en 384-vel plate. I de fleste tilfeller alle brønnene avdekke en jevnlig juling rate med variere over platen (mener ± SD = 40.1 ± 3.5 bpm; område = 34-54 bpm). Sporadisk (mindre enn 1 av 10 eksperimenter), noen få brønner (mindre enn 5) har arytmi eller fravær av rytme. I tre 384-vel plater, har vi også forsøkt cardiomyocytes fra en annen leverandør (se Tabell for materiale) og ligner opprinnelige verdier for spontane juling.

Blokkering av cardiac ionekanaler påvirker rytmen av cardiomyocytes i en reproduserbar måte5. Amlodipine, en blokkering av langsom Ca kanaler9, akselererer rytme mer enn 100% i en konsentrasjon-avhengige måte til 1 µM (figur 2A). Effekten er godt utviklet innen de første 5 min, men det fortsatt øker approximatively 50% innen de neste 30 min før det stabiliserer. Over 1 µM, amlodipine arrestasjoner juling (stiplet linje), som kan forventes fra faktum at Ca sykling er avgjørende for de spontane sammentrekninger. Andre selektive dihydropyridine Ca kanal blokkere produsere ligner effekter.

E-4031, en blokkering av rask forsinket likeretter K kanaler10, bremser rytmen 65-70% i en konsentrasjon-avhengige måte opp til 10 µM (figur 2B). Effekten utvikler innen de første 5 min og det varierer ikke innen de neste 60 min. Andre selektive IKr blokkere produsere liknende effekter, selv om maksimal reduksjon i prisen kan variere (f.eks, 35-40% for cisapride, 70% for E-4031 og 90-95% for dofetilide). Grunnlaget for denne forskjellen er ikke kjent.

Tetrodotoxin, en blokkering av rask Na kanaler11, bremser rytmen 15% i en konsentrasjon-avhengige måte, opp til 1-30 µM (figur 2C). Effekten er godt utviklet innen de første 5 min og det varierer ikke mye innen de neste 60 min. Men over 30 µM arrestasjoner tetrodotoxin juling innen de første 5 min, mens etter 30 min, det arrestasjoner det over 1 µM. Andre Na kanal blokkere, som lidocaine eller mexiletine, lage lignende all-or-nothing effekter.

Bepridil, en blandet blokkering av cardiac Na, Ca og K kanaler9produserer også en all-or-nothing effekt (figur 2D). Dette tyder på at dette preparatet, en blokk av Na kanaler er den primære handlingen av bepridil. En akselerasjon som skyldes Ca kanal blokk er ikke sett, og den mer progressive avtar på grunn av IKr blokk vises maskert av Na kanal effekt.

Figure 1
Figur 1: representant planlagt Ca bølger over en 384-vel plate. (A) alle brønnene over platen viser en vanlig juling rate med lite variasjon. Dette bildet er tatt direkte fra platen reader-programmet. Hvert spor er 10 s varighet. Fluorescens intensiteten er vilkårlig (relativ lys enheter fra videokameraet gråskala). (B) denne blow-up av en 10 s spor viser lydstyrke signalet. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

Figure 2
Figur 2: representant effekter av cardiac ion kanal blokkere. Disse skjermbildene viser konsentrasjon svar kurver med (A) selektiv Ca kanal blokkering amlodipine, (B) den selektive IKr blokkering E-4031, (C) selektiv Na kanal blokker TTX og (D) ikke-selektive kanalen blokkering bepridil. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

Discussion

To aspekter er mest kritiske for vellykket opptak av slo frekvenser. Først er å være forsiktig med cellen plating og kultur. Spesielt er det viktig å prøve og unngå riper celle laget nederst i brønnene når utveksling medium. Det er akseptabelt å berøre bunnen av brønnene med Pipetter, men samme vinkel som skal brukes hver gang, og dermed produsere bare en liten ripe på cellen laget og ikke påvirker ytelsen analysen. Det andre viktige aspektet ved å få reproduserbar homogen rytmer er å gi god temperaturkontroll på 37 ° C over cellen platen for varigheten av måling. Vi kan ikke hente dette homogenitet med enheter enn plate leseren brukt her, men det kan være mulig med spesielle endringer i temperaturregulering: det ville gjøre protokollen presenteres her videre brukbare utover et enkelt merke av plate leseren. For å oppnå temperatur stabilitet for varigheten av forsøket med enheten brukes her, var det nødvendig å stoppe hver innspillingen før det endte; ellers roboten ville kaste ut målt celle platen. Dette teknisk problem forsvinne med neste versjon av tallerken reader-programmet, men det fortsatt avgjørende for nå. Hvis en celle plate overføres feilaktig utenfor plate leseren, må det lastes inn igjen så fort som mulig. Likevel vil kvaliteten på eksperimentet svekkes, fordi temperaturendringer påvirker den vibrerende rate svært raskt.

Det kan hende at enkelte andre aspekter, som ikke har blitt testet grundig, mindre viktig. For eksempel hiPSC CM produsenter anbefaler belegg cellekultur plater før såing cellene, men i denne bestemte analysen, belegg ble ikke brukt, fordi cellene følge ganske enkelt på ulike overflater, og det er svært vanskelig å riktig belegge 384-og plater. Likevel, celle plate belegg kan fremdeles tillatte eller den kanskje aften gjøre bedre analysen kvaliteten. Vi aldri testet om løsemidler enn DMSO vil være akseptabelt, men det forventes av erfaring med andre teknologier for opptak at lignende konsentrasjoner av EtOH eller MeOH vil også være tålelig. Vi vanligvis bruker hiPSC-CMs fra samme produsent, og celler fra bare én ekstra leverandør ble testet, som syntes å arbeide på en lignende måte. Likeledes har vi brukt bare et lite antall forskjellige grupper av hiPSC-CMs som ble valgt ved prechecking dem bekrefte at de oppførte seg på samme måte til den første batchen. En eller to grupper ble ansett som upassende fordi deres syncytia hadde dårlig stabilitet eller reproduserbarhet under kultur betingelser brukes her. Ellers dukket i farmakologi ligner på tvers av grupper ved testing et begrenset panel av "typisk" forbindelser (forskolin, N6-cyclopentyl-adenosin, og E-4031, samt endothelin, isoproterenol, amlodipine og ponesimod). Vi har bare brukt hiPSC CM fra friske blodgivere. Det kan være verdt å vurdere om hiPSC CM fra pasienter med hjerte sykdom vil gi forskjellige resultater, men ingen forskjell mellom sunn donorer og pasienter ble observert når du vurderer Kardiotoksisitet av tyrosine kinase hemmere 12. til slutt, vi normalt vente 22 – 28 dager i kultur taes narkotika effekter: vår erfaring med impedans opptak av de samme cellene, en stabil for langsom impedans (indikator for cellen lag stabilitet) og rask impedans (indikator for slo frekvens) er nådd etter 12-15 dager i kultur. Men besluttet vi å vente 22-28 dager, fordi dette er tiden når profilen for expression av cardiac kanaler og modning markører har stabilisert seg13. Det var ikke undersøkt om sammenlignbare resultater ville oppnås hvis cellene ble brukt tidligere eller senere.

Protokollen beskrevet bruker her en veldig enkel måling av spontane juling sats på hiPSC CM for å vurdere potensielle narkotika effekter på menneskelig hjerte elektrofysiologi. De viktigste fordelene over andre metoder er at i) det er mottakelig for en høy gjennomstrømming screening miljø, ii) det registrerer aktiviteten til cardiomyocytes og effekten av legemidler ved fysiologiske temperaturer og iii) den ikke krever elektrofysiologiske kompetanse for gjennomføring eller en vurdering av resultatene.

I en validering studie utført med mange legemidler godkjent for menneskelig bruk, viste vi at analysen reagerer på stoffer som brukes i human medisin som spådd av eksisterende kliniske data5. Fordi denne metoden vurderer alle potensielle virkninger på hjerte rytme, utfyller det den omfattende i vitro Proarrhythmic analysen (CiPA) initiativ14 som spesielt vurderer pro-arrhythmic potensial.

I fremtiden, kan denne metoden gi en videre forståelse av modus-of-action av narkotika vist å påvirke spontan vibrerende frekvensen. Det er sannsynlig at mekanistisk tilleggsinformasjon finnes i fluorescens opptakene av Ca transienter (f.eksi amplitude eller figur). Hvis fluorescens opptakene utføres på høyere oppkjøpet priser (f.eks, 30 Hz), disse parameterne er lett ut i tillegg slo rate, og det kan være interessant å relatere endringer i disse parameterne med kjent virkningene av klinisk brukt narkotika.

Disclosures

Forfatterne ikke avsløre.

Acknowledgments

Forfatterne har ingen takk.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
FDSS7000 fluorescent plate reader Hamamatsu Photonics
(Massy, France)
not a catalog item
FDSS7000 Fluo-3/Fluo-4/Fluo-8 fluorescence filter kit Hamamatsu Photonics
(Massy, France)
installed initially
in the device
FDSS7000 temperature control Hamamatsu Photonics
(Massy, France)
A10118-09
FDSS7000 150-W Excitation Light Source Unit Hamamatsu Photonics
(Massy, France)
C11653-11
FDSS7000 pipet tips for 384-well plates Hamamatsu Photonics
(Massy, France)
A8687-62
Waveform Analysis Software for Cardiomyocytes Hamamatsu Photonics
(Massy, France)
U8524-12 optional alternative to the Igor Pro software
Igor Pro data analysis software Wavemetrics
(Portland, Oregon, USA)
Latest version
iCell-Cardiomyocytes Kit Cellular Dynamics International (Madison, WI) R1106 includes cells, plating and maintenance media
Cor.4U Cardiomyocyte Kit Ncardia Germany
(Cologne, Germany)
Ax-B-HC02-4M includes cells, plating and maintenance media
alternative to the iCell-Cardiomyocytes
384-well cell culture plates Greiner-Bio-One (Frickenhausen, Germany) 781091
384-well compound plates Greiner-Bio-One (Frickenhausen, Germany) 781280
FLIPR Calcium 4 Assay Kit Molecular Devices
(Sunnyvale, California)
R8142
Forskolin Sigma-Aldrich
(Buchs, Switzerland)
F6886
N6-cyclopentyl-adenosine Sigma-Aldrich
(Buchs, Switzerland)
C8031
E-4031 Enzo Life Sciences
(Lausen, Switzerland)
BML-KC158
Penicillin-Streptomycin solution Gibco/ThermoFisher
(Reinach, Switzerland)
15140-122
Trypan Blue Solution, 0.4% Gibco/ThermoFisher
(Reinach, Switzerland)
15250061

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Guo, L. Estimating the risk of drug-induced proarrhythmia using human induced pluripotent stem cell-derived cardiomyocytes. Toxicological Sciences. 123, 281-289 (2011).
  2. Jonsson, M. K., Wang, Q. D., Becker, B. Impedance-based detection of beating rhythm and proarrhythmic effects of compounds on stem cell-derived cardiomyocytes. Assay and Drug Development Technologies. 9, 589-599 (2011).
  3. Kattman, S. J., Koonce, C. H., Swanson, B. J., Anson, B. D. Stem cells and their derivatives: a renaissance in cardiovascular translational research. Journal of Cardiovascular Translational Research. 4 (1), 66-72 (2011).
  4. Ma, J. High purity human-induced pluripotent stem cell-derived cardiomyocytes: electrophysiological properties of action potentials and ionic currents. American Journal of Physiology Heart and Circulatory Physiology. 301 (5), H2006-H2017 (2011).
  5. Sube, R., Ertel, E. A. Cardiomyocytes Derived from Human Induced Pluripotent Stem Cells: An In-Vitro Model to Predict Cardiac Effects of Drugs. Journal of Biomedical Science and Engineering. 10 (11), 23 (2017).
  6. Sirenko, O. Multiparameter in vitro assessment of compound effects on cardiomyocyte physiology using iPSC cells. Journal of Biomolecular Screening. 18, 39-53 (2013).
  7. VanderPlas, J. T. Understanding the Lomb-Scargle Periodogram. Cornell Univeristy Library. , arXiv:1703.09824 (2017).
  8. Strober, W. Trypan Blue Exclusion Test of Cell Viability. Current Protocols in Immunology. 111, A3 B 1-3 (2015).
  9. Ertel, E. A., Godfraind, T. Calcium channel blockers and calcium channels. Calcium Channel Blockers. Godfraind, T. , Springer. Basel, Switzerland. 11-80 (2004).
  10. Sanguinetti, M. C. Modulation of potassium channels by antiarrhythmic and antihypertensive drugs. Hypertension. 19, 228-236 (1992).
  11. Duran-Riveroll, L. M., Cembella, A. D. Guanidinium Toxins and Their Interactions with Voltage-Gated Sodium Ion Channels. Marine Drugs. 15 (10), (2017).
  12. Sharma, A. High-throughput screening of tyrosine kinase inhibitor cardiotoxicity with human induced pluripotent stem cells. Science Translational Medicine. 9 (377), (2017).
  13. Puppala, D. Comparative gene expression profiling in human-induced pluripotent stem cell--derived cardiocytes and human and cynomolgus heart tissue. Toxicological Sciences. 131 (1), 292-301 (2013).
  14. CIPA. , Available from: http://cipaproject.org (2016).

Tags

Medisin problemet 140 cardiomyocytes rytme iPS celle fenotypiske screening farmakologi sikkerhet farmakologi
Sammentrekninger av Human-iPSC-avledet Cardiomyocyte Syncytia målt med et Ca-sensitive fluorescerende fargestoff i temperaturkontrollerte 384-vel plater
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Forny, C., Sube, R., Ertel, E. A.More

Forny, C., Sube, R., Ertel, E. A. Contractions of Human-iPSC-derived Cardiomyocyte Syncytia Measured with a Ca-sensitive Fluorescent Dye in Temperature-controlled 384-well Plates. J. Vis. Exp. (140), e58290, doi:10.3791/58290 (2018).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter