Name: Kardiyak İlaç güvenlik Taraması için insan mühendisliği kalp dokusunun Otomatik Büzülme Analizi (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2017-04-15T13:00:00.000+00:00
Duration: 10 min 39 s
Description: Keşfedin insan iPS hücrelerinden mühendislik kalp dokusu üretimini ve otomatik büzülme analizini. Bu yöntem ilaç güvenlik taraması ve kardiyak fonksiyon değerlendirmesi için değerli bir platform sunar.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Yazarlar malzemenin kendi tür katkılarından dolayı Alessandra Moretti ve Dennis Schade minnettarız. Biz Deneysel Farmakoloji ve Uke ait Toksikoloji Bölümü iPS ve EHT çalışma grubunun büyük destek kabul eder. yazarların çalışmaları DZHK (Kardiyovasküler Araştırma Alman Merkez) ve Milli Eğitim Alman Bakanlığı ve Araştırma (BMBF), Alman Araştırma Vakfı (DFG Es 88 / 12-1, HA 3423 / 5-1 hibe ile desteklenmektedir ), İngiliz Ulusal Merkez Değiştirme Sadeleştirme &amp; Research Hayvanların Azaltma (NC3Rs çATLAK-IT 35911-259146 hibe), İngiliz Kalp Vakfı RM / 13/30157 için, Avrupa Araştırma Kurumu (İleri Grant IndivuHeart), Alman Kalp Vakfı ve Freie und Hansestadt Hamburg.

<ol><li>Laverty, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((How+can+we+improve+our+understanding+of+cardiovascular+safety+liabilities+to+develop+safer+medicines%3F%5BTitle%5D)+AND+%22Br+J+Pharmacol%22%5BJournal%5D)">How can we improve our understanding of cardiovascular safety liabilities to develop safer medicines?</a> Br J Pharmacol. 163 (4), 675-693 (2011).</li>
<li>Guidance for Industry S7B Nonclinical Evaluation of the Potential for Delayed Ventricular Repolarization (QT Interval Prolongation) by Human Pharmaceuticals. , U.S. Department of Health and Human Services
Food and Drug Administration. Available from:
 <a target="_blank" href="http://www.fda.gov/downloads/drugs/guidancecomplianceregulatoryinformation/guidances/ucm074963.pdf">http://www.fda.gov/downloads/drugs/guidancecomplianceregulatoryinformation/guidances/ucm074963.pdf</a> (2005).</li>
<li>Takahashi, K., Yamanaka, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Induction+of+pluripotent+stem+cells+from+mouse+embryonic+and+adult+fibroblast+cultures+by+defined+factors%5BTitle%5D)+AND+%22Cell%22%5BJournal%5D)">Induction of pluripotent stem cells from mouse embryonic and adult fibroblast cultures by defined factors.</a> Cell. 126, 663-676 (2006).</li>
<li>Burridge, P. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Chemically+defined+generation+of+human+cardiomyocytes%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Methods%22%5BJournal%5D)">Chemically defined generation of human cardiomyocytes.</a> Nat Methods. 11 (8), 855-860 (2014).</li>
<li>Kempf, H., Kropp, C., Olmer, R., Martin, U., Zweigerdt, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cardiac+differentiation+of+human+pluripotent+stem+cells+in+scalable+suspension+culture%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Protoc%22%5BJournal%5D)">Cardiac differentiation of human pluripotent stem cells in scalable suspension culture.</a> Nat Protoc. 10 (9), 1345-1361 (2015).</li>
<li>Yang, X., Pabon, L., Murry, C. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Engineering+adolescence%3A+maturation+of+human+pluripotent+stem+cell-derived+cardiomyocytes%5BTitle%5D)+AND+%22Circ+Res%22%5BJournal%5D)">Engineering adolescence: maturation of human pluripotent stem cell-derived cardiomyocytes.</a> Circ Res. 114 (3), 511-523 (2014).</li>
<li>Mannhardt, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Human+Engineered+Heart+Tissue%3A+Analysis+of+Contractile+Force%5BTitle%5D)+AND+%22Stem+Cell+Reports%22%5BJournal%5D)">Human Engineered Heart Tissue: Analysis of Contractile Force.</a> Stem Cell Reports. 7 (1), 29-42 (2016).</li>
<li>Eder, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effects+of+proarrhythmic+drugs+on+relaxation+time+and+beating+pattern+in+rat+engineered+heart+tissue%5BTitle%5D)+AND+%22Bas+Res+Cardiol%22%5BJournal%5D)">Effects of proarrhythmic drugs on relaxation time and beating pattern in rat engineered heart tissue.</a> Bas Res Cardiol. 109 (6), 436(2014).</li>
<li>Stöhr, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Contractile+abnormalities+and+altered+drug+response+in+engineered+heart+tissue+from+Mybpc3-targeted+knock-in+mice%5BTitle%5D)+AND+%22J+Mol+Cell+Cardiol%22%5BJournal%5D)">Contractile abnormalities and altered drug response in engineered heart tissue from Mybpc3-targeted knock-in mice.</a> J Mol Cell Cardiol. 63, 189-198 (2013).</li>
<li>Schaaf, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Human+Engineered+Heart+Tissue+as+a+Versatile+Tool+in+Basic+Research+and+Preclinical+Toxicology%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+One%22%5BJournal%5D)">Human Engineered Heart Tissue as a Versatile Tool in Basic Research and Preclinical Toxicology.</a> PLoS One. 6 (10), e26397(2011).</li>
<li>Hansen, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Development+of+a+drug+screening+platform+based+on+engineered+heart+tissue%5BTitle%5D)+AND+%22Circ+Res%22%5BJournal%5D)">Development of a drug screening platform based on engineered heart tissue.</a> Circ Res. 107 (1), 35-44 (2010).</li>
<li>Frank, S., Zhang, M., Schöler, H. R., Greber, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Small+molecule-assisted%2C+line-independent+maintenance+of+human+pluripotent+stem+cells+in+defined+conditions%5BTitle%5D)+AND+%22PloS+One%22%5BJournal%5D)">Small molecule-assisted, line-independent maintenance of human pluripotent stem cells in defined conditions.</a> PloS One. 7 (7), e41958(2012).</li>
<li>Lanier, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Wnt+inhibition+correlates+with+human+embryonic+stem+cell+cardiomyogenesis%3A+A+structure-activity+relationship+study+based+on+inhibitors+for+the+Wnt+response%5BTitle%5D)+AND+%22J+Med+Chem%22%5BJournal%5D)">Wnt inhibition correlates with human embryonic stem cell cardiomyogenesis: A structure-activity relationship study based on inhibitors for the Wnt response.</a> J Med Chem. 55 (2), 697-708 (2012).</li>
<li>Hirt, M. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Increased+afterload+induces+pathological+cardiac+hypertrophy%3A+a+new+in+vitro+model%5BTitle%5D)+AND+%22Bas+Res+Cardiol%22%5BJournal%5D)">Increased afterload induces pathological cardiac hypertrophy: a new in vitro model.</a> Bas Res Cardiol. 107 (6), 307-323 (2012).</li>
<li>Jacob, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Analysis+of+Tyrosine+Kinase+Inhibitor-Mediated+Decline+in+Contractile+Force+in+Rat+Engineered+Heart+Tissue%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+One%22%5BJournal%5D)">Analysis of Tyrosine Kinase Inhibitor-Mediated Decline in Contractile Force in Rat Engineered Heart Tissue.</a> PLoS One. 11 (2), e0145937(2016).</li>
<li>Friedrich, F. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Evidence+for+FHL1+as+a+novel+disease+gene+for+isolated+hypertrophic+cardiomyopathy%5BTitle%5D)+AND+%22Hum+Mol+Genet%22%5BJournal%5D)">Evidence for FHL1 as a novel disease gene for isolated hypertrophic cardiomyopathy.</a> Hum Mol Genet. 21 (14), 3237-3254 (2012).</li>
<li>Crocini, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Impact+of+ANKRD1+mutations+associated+with+hypertrophic+cardiomyopathy+on+contraction+parameters+of+engineered+heart+tissue%5BTitle%5D)+AND+%22Bas+Res+Cardiol%22%5BJournal%5D)">Impact of ANKRD1 mutations associated with hypertrophic cardiomyopathy on contraction parameters of engineered heart tissue.</a> Bas Res Cardiol. 108 (3), 349(2013).</li>
<li>Fiedler, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Development+of+Long+Noncoding+RNA-Based+Strategies+to+Modulate+Tissue+Vascularization%5BTitle%5D)+AND+%22J+Am+Coll+Cardiol%22%5BJournal%5D)">Development of Long Noncoding RNA-Based Strategies to Modulate Tissue Vascularization.</a> J Am Coll Cardiol. 66 (18), 2005-2015 (2015).</li>
<li>van Meer, B. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Small+molecule+absorption+by+PDMS+in+the+context+of+drug+response+bioassays%5BTitle%5D)+AND+%22Biochem+Biophysl+Res+Commun%22%5BJournal%5D)">Small molecule absorption by PDMS in the context of drug response bioassays.</a> Biochem Biophysl Res Commun. , (2016).</li>
<li>Godier-Furnémont, A. F. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Physiologic+force-frequency+response+in+engineered+heart+muscle+by+electromechanical+stimulation%5BTitle%5D)+AND+%22Biomaterials%22%5BJournal%5D)">Physiologic force-frequency response in engineered heart muscle by electromechanical stimulation.</a> Biomaterials. 60, 82-91 (2015).</li>
<li>Eng, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Autonomous+beating+rate+adaptation+in+human+stem+cell-derived+cardiomyocytes%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Commun%22%5BJournal%5D)">Autonomous beating rate adaptation in human stem cell-derived cardiomyocytes.</a> Nat Commun. 7, 10312(2016).</li>
<li>Huebsch, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Miniaturized+iPS-Cell-Derived+Cardiac+Muscles+for+Physiologically+Relevant+Drug+Response+Analyses%5BTitle%5D)+AND+%22Sci+Rep%22%5BJournal%5D)">Miniaturized iPS-Cell-Derived Cardiac Muscles for Physiologically Relevant Drug Response Analyses.</a> Sci Rep. 6 (24726), 1-12 (2016).</li>
<li>Masumoto, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+myocardial+regenerative+potential+of+three-dimensional+engineered+cardiac+tissues+composed+of+multiple+human+iPS+cell-derived+cardiovascular+cell+lineages%5BTitle%5D)+AND+%22Sci+Rep%22%5BJournal%5D)">The myocardial regenerative potential of three-dimensional engineered cardiac tissues composed of multiple human iPS cell-derived cardiovascular cell lineages.</a> Sci Rep. 6 (29933), 1-10 (2016).</li>
<li>Ravenscroft, S. M., Pointon, A., Williams, A. W., Cross, M. J., Sidaway, J. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cardiac+Non-myocyte+Cells+Show+Enhanced+Pharmacological+Function+Suggestive+of+Contractile+Maturity+in+Stem+Cell+Derived+Cardiomyocyte+Microtissues%5BTitle%5D)+AND+%22Toxicol+Sci%22%5BJournal%5D)">Cardiac Non-myocyte Cells Show Enhanced Pharmacological Function Suggestive of Contractile Maturity in Stem Cell Derived Cardiomyocyte Microtissues.</a> Toxicol Sci. 152 (1), 99-112 (2016).</li>
<li>Zhang, J. H., Chung, T. D. Y., Oldenbutg, K. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+Simple+Statistical+Parameter+for+Use+in+Evaluation+and+Validation+of+High+Throughput+Screening+Assays%5BTitle%5D)+AND+%22J+Biomol+Screen%22%5BJournal%5D)">A Simple Statistical Parameter for Use in Evaluation and Validation of High Throughput Screening Assays.</a> J Biomol Screen. 4 (2), 67-73 (1999).</li>
<li>Vandenburgh, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Durg-screening+platform+based+on+the+contractility+of+tissue-engineered+muscle%5BTitle%5D)+AND+%22Muscle+Nerve%22%5BJournal%5D)">Durg-screening platform based on the contractility of tissue-engineered muscle.</a> Muscle Nerve. 37 (4), 438-447 (2008).</li>
<li>EHT Technologies GmbH. , Available from: 
 <a target="_blank" href="http://www.eht-technologies.com">http://www.eht-technologies.com</a> Forthcoming.</li>
</ol>

IM, TE ve AH EHT Technologies GmbH, Almanya&#39;nın ortak kurucuları oldular.

Tasarlanmış kalp dokusu kardiyovasküler araştırma aracı kutusuna değerli bir seçenek sunuyor. 24-kuyu formatında EHTs hastalık modelleme 8, 14, ilaç güvenliği taraması 7, 8, 10, 11, 15, ya da temel kardiyovasküler araştırma 16, 17 değerli kanı...

Böyle ilaca bağlı uzun QT sendromu gibi kardiyak yan etkiler son yıllarda pazar çekme yol açmıştır. İstatistikler her çekme yaklaşık% 45&#39;i kardiyovasküler sistem 1 istenmeyen etkileri nedeniyle olduğunu göstermektedir. Pahalı gelişimsel süreç ve onayından sonra bu ilaç yetmezliği ilaç firmaları için en kötü durum senaryosu. Araştırma ve geliştirme departmanları bu nedenle erken dönemlerinde bu istenmeyen kardiyovasküler etkilerin tespiti odaklanır. Ekonomik ve etik kaygılar, hayvan deneyleri azaltmak ve yeni in vitro tarama deneyleri ile bunların yerine çabaları için devam etmektedir. Yerleşik tahlilleri kümesi Birleşik Devletleri Gıda ve İlaç Dairesi (FDA) ve Avrupa İlaç Ajansı (EMA) proaritmik ilaç etkileri 2 preklinik değerlendirilmesi için kılavuzlar dahil edilir. farklılaşması, ardından somatik hücrelerin yeniden programlama teknolojisiİnsan uyarılmış pluripotent kök hücreler (hiPSC) Bu araştırma alanı 3 artırdı. Şimdi in vitro insan kardiyomiyositlerindeki yeni ilaç adayları elemek mümkün kılmakta ve türler arası farklılıkları ile ilgili sorunları önler. Son kardiyak farklılaşma protokolleri 4, 5 etik kaygı olmadan kardiyomiyositlerinin sınırsız kaynağı sağlamak. Bununla birlikte, en önemli ve en iyi kardiyomiyositlerin in vivo parametre özelliği kasılma kuvveti ölçümü, iyi kurulmuş değildir. Bu yetişkin kardiyomiyosit kıyasla insan uyarılmış bir pluripotent kök hücre türevli kardiyomiyositlerde (hiPSC-CM) olgunlaşmamış 6 ile ilgilidir. Olası bir ilerletme tek hücreler 7 (mühendisliği kalp dokusu, EHT) 3-boyutlu kalp dokusu mühendislik etmektir. EHT protokolü, tek sıçanlara ait ve insan kardiyomiyositlerde 8 gömme dayanır </sup&gt;, iki esnek polidimetilsiloksan (PDMS), mesaj 24 oyuklu bir formatta 11 arasında, fibrin hidrojel 9, 10. Birkaç gün içinde kardiyomyositler tek hücreleri olarak kendiliğinden sözleşme başlar ve hücresel ağlar oluşturmaya başlar. 7-10 gün sonra, bütün doku makroskopik kasılmaları görebilir. Bu işlem sırasında, hücre dışı matris çap ve uzunluk bir azalmaya yol açar, tekrar oluşturulur. PDMS eğilme EHT sonucu kısa sürede sürekli yük gelişmekte EHT kardiyomi tutulması, dinlenme sırasında bile sonrası. EHTs birkaç hafta içinde auxotonic kas kasılmaları gerçekleştirmeye devam ediyor. İnsan EHTs ilaç tarama ve hastalık 7 modellemek için uygunluklarını göstermektedir fizyolojik ve farmakolojik uyarılması sırasında olan tepkileri gösterir. Bu yazıda Generati için sağlam ve kolay protokol mevcutİnsan EHT ve hERG kanalı inhibitörleri varlığında daralma desenin, konsantrasyona bağımlı değişikliklerin otomatik kontraktilite analizi ile.

<table><tbody><tr><td>EHT analiz cihazı</td><td>EHT Technologies GmbH</td><td>A0001</td><td>Yazılımı dahildir</td></tr><tr><td>EHT PDMS rafı</td><td>EHT Technologies GmbH</td><td>C0001</td><td></td></tr><tr><td>EHT PTFE ara parçası</td><td>EHT Technologies GmbH</td><td>C0002</td><td></td></tr><tr><td>EHT elektrot</td><td>EHT Technologies GmbH</td><td>P0001</td><td></td></tr><tr><td>EHT pacing adaptörü/kablosu</td><td>EHT Technologies GmbH</td><td>P0002</td><td></td></tr><tr><td>24 kuyulu plaka</td><td>Nunc</td><td>144530</td><td></td></tr><tr><td>6 kuyulu hücre kültürü plakası</td><td>Nunc</td><td>140675</td><td></td></tr><tr><td>15 mL falcon tüpü, dereceli&nbsp;</td><td>Sarstedt</td><td>62,554,502</td><td></td></tr><tr><td>Hücre sıyırıcı</td><td>Sarstedt</td><td>831,830</td><td></td></tr><tr><td>Eğirme şişesi</td><td>Integra</td><td>182 101</td><td></td></tr><tr><td>Karıştırıcı Variomag/ Cimarec Biosystem Direct&nbsp;</td><td>Thermo scientific</td><td>70101</td><td>Rotor hızını 40 rpm'ye ayarlayın</td></tr><tr><td>T175 hücre kültürü şişesi&nbsp;</td><td>Sarstedt&nbsp;</td><td>831.812.002</td><td></td></tr><tr><td>V şeklinde çökeltme rafı&nbsp;</td>UKE Hamburg <td>na</td><td></td>10&<td>times'da özel olarak üretilmiştir</td></tr><tr><td>; DMEM</td><td>Gibco</td><td>52100</td><td></td></tr><tr><td>1-Tiyogliserol&nbsp;</td><td>Sigma Aldrich</td><td>M6145</td><td></td></tr><tr><td>2-Fosfo-L-askorbik asit trisodyum tuzu</td><td>Sigma Aldrich</td><td>49752</td><td></td></tr><tr><td>Aktivin-A&nbsp;</td><td>Ar-Ge D sistemleri</td><td>338-AC</td><td></td></tr><tr><td>Agaroz&nbsp;</td><td>Invitrogen</td><td>15510-019</td><td></td></tr><tr><td>Aprotinin</td><td>Sigma Aldrich</td><td>A1153</td><td></td></tr><tr><td>Aqua ad injectabilia</td><td>Baxter GmbH</td><td>1428</td><td></td></tr><tr><td>B27 PLUS insülin ve nbsp;</td><td>Gibco</td><td>17504-044</td><td></td></tr><tr><td>BMP-4</td><td>Ar-Ge D sistemleri</td><td>314-BP</td><td></td></tr><tr><td>Kollajenaz II&nbsp;</td><td>Worthington</td><td>LS004176</td><td></td></tr><tr><td>DMEM</td><td>Biochrom</td><td>F0415</td><td></td></tr><tr><td>DMSO&nbsp;</td><td>Sigma Aldrich</td><td>D4540</td><td></td></tr><tr><td>DNase II, tip V (sığır dalağından)</td> <td>Sigma&nbsp;</td><td>D8764</td><td></td></tr><tr><td>Dorsomorfin&nbsp;</td><td>abcam</td><td>ab120843</td><td></td></tr><tr><td>EDTA&nbsp;</td><td>Roth</td><td>8043.2</td><td></td></tr><tr><td>Fetal buzağı serumu</td><td>Gibco</td><td>10437028</td><td></td></tr><tr><td>FGF2</td><td>Miltenyi Biotec</td><td>130-104-921</td><td></td></tr><tr><td>Fibrinojen (sığır)</td> <td>Sigma Aldrich</td><td>F8630</td><td></td></tr><tr><td>Geltrex ve nbsp;</td><td>Gibco</td><td>A1413302</td> Kaplama için: Ca2+/Mg2+&nbsp olmadan <td>1:200 seyreltme</td></tr><tr><td>HBSS;</td><td>Gibco</td><td>14175-053</td><td></td></tr><tr><td>HEPES&nbsp;</td><td>Roth</td><td>9105.4</td><td></td></tr><tr><td>At serumu</td><td>Yaşam teknolojileri</td><td>26050088</td><td></td></tr><tr><td>İnsan serum albümini&nbsp;</td><td>Biyolojik Endüstriler</td><td>05-720-1B</td><td></td></tr><tr><td>İnsülin, insan</td><td>Sigma Aldrich</td><td>I9278</td><td></td></tr><tr><td>L-Glutamin</td><td>Gibco</td><td>25030-024</td><td></td></tr><tr><td>Lipidmix&nbsp;</td><td>Sigma Aldrich</td><td>L5146</td><td></td></tr><tr><td>Matrigel</td><td>BD Biosciences</td><td>354234</td><td>EHT yeniden yapılandırma karışımı.</td></tr><tr><td>N-Benzil-p-Toluensülfonamid</td><td>TCI</td><td>B3082-25G</td><td></td></tr><tr><td>PBS, MgCl 2 / CaCl 2</td><td>Biochrom</td><td>14190</td><td></td></tr><tr><td>Penisilin / Streptomisin</td><td>Gibco</td><td>15140</td><td></td></tr><tr><td>Pluronic F-127&nbsp;</td><td>Sigma Aldrich</td><td>P2443</td><td></td></tr><tr><td>Polivinil alkol&nbsp;</td><td>Sigma Aldrich</td><td>P8136</td><td></td></tr><tr><td>RPMI 1640&nbsp;</td><td>Gibco</td><td>21875</td><td></td></tr><tr><td>Sodyum selenit</td><td>Sigma Aldrich</td><td>S5261</td><td></td></tr><tr><td>TGF & szlig; 1</td><td>Peprotech</td><td>100-21</td><td></td></tr><tr><td>Trombin</td><td>Sigma Aldrich</td><td>T7513</td><td></td></tr><tr><td>Transferrin&nbsp;</td><td>Sigma Aldrich</td><td>T8158</td><td></td></tr><tr><td>Y-27632</td><td>Biorbyt</td><td>orb6014</td><td></td></tr><tr><td>hiPSC</td><td>UKE hamburg</td><td>na</td><td></td></tr><tr><td>iCell kardiyomiyositleri kitinde</td> özel olarak üretilmiştir <td>Hücresel Dinamikler Uluslararası</td><td>CMC-100-010-001</td><td></td></tr><tr><td>Plurisit kardiyomiyosit kiti</td><td>Pluriomics</td><td>PCK-1.5</td><td></td></tr><tr><td>Cor.4U - HiPSC kardiyomiyositler kiti</td><td>Axiogenesis AG</td><td>Ax-C-HC02-FR3</td><td></td></tr><tr><td>Cellartis kardiyomiyositleri</td><td>Takara Bio ABD, Inc.</td><td>Y10075</td><td></td> Serisi</tr></tbody></table>

kardiyak İlaç güvenlik taraması için insan mühendisliği kalp dokusunun otomatik büzülme analizi

Automated Contraction Analysis of Human Engineered Heart Tissue for Cardiac Drug Safety Screening

Kardiyak doku mühendisliği üç boyutlu güç üreten işlenmiş dokular oluşturacak teknikleri tarif etmektedir. temel araştırmalar ve klinik öncesi ilaç geliştirilmesinde bu prosedürlerin uygulanması için, standart koşullar altında otomatik üretimi ve analiz için protokoller geliştirmek önemlidir. Burada, farklı türlerin (fare, sıçan, insan) kardiyomiyositlerden projelendirilmiş kalp dokusu (EHT) üretmek için bir yöntem sunulmaktadır. teknik 24 oyuklu bir formatta elastik polidimetilsiloksan (PDMS), destekler arasındaki ayrışmış kardiyomiyositlerde içeren bir fibrin jel montajı dayanır. Üç boyutlu, kuvvet üreten EHTs dökümden sonra iki hafta içinde oluşturmaktadır. Bu işlem, haftada birkaç yüz EHTs üretilmesine imkan tanır ve teknik olarak kardiyomiyositlerin mevcudiyeti ile kısıtlanır (0.4-1.0 x 10 6 / EHT). auxotonic kas kasılmaları Değerlendirilmesi mechan ile değiştirilmiş bir inkübasyon odası içinde gerçekleştirilirik 24 oyuklu plakalar için kilitleme ve bu haznenin üzerine yerleştirilen bir kamera. Bir yazılım kamera her EHT bir XYZ eksen sistemine taşındı kontrol eder. EHT kasılmalar otomatik bir şekil tanıma algoritması ile tespit edilir, ve bir güç PDMS mesajların EHT kısalması ve elastik eğilimi ve geometrisine göre hesaplanır. Bu prosedür standardize ve steril koşullar altında EHT yüksek sayıda otomatik analizi için izin verir. Kardiyomiyosit kasılması üzerindeki ilaç etkileri güvenilir algılama kardiyak ilaç geliştirme ve emniyet farmakoloji açısından çok önemlidir. İnsan EHT sistemi kardiyak ilaç güvenliği taraması için gelecek vaat eden bir araç olarak gösteren, insan kalbin kasılma kinetiği üzerindeki ilaç yanıtları çoğaltır, hERG kanalı inhibitörü E-4031 örneği ile, gösterir.

Kardiyak Farklılaşma ve EHT Hazırlanması HiPSC indirgenmiş gelişme faktörü taban membran matrisi genişletilmiş EDTA ve gece boyunca döndürme şişeleri oluşturulmuş embriyoit organları (EBS) ile ayrıştırılmıştır. Üç gün mezodermal indüksiyonundan sonra, kalp farklılaşma, Wnt inhibitörü ile başlatılmıştır. Farklılaşma protokolünün ~ 17 gün sonra, dayak EBS kollajenaz tip II (Şekil 1) ile tek bir hücre içine ayrıştır...

uyarılmış pluripotent kök hücreler (hiPSC) kardiyomiyositlerini -türevlenmiş dan Burada, insan mühendisliği kalp dokusu üretimini göstermektedir. Biz hERG kanalı inhibitörü e-4031 ile büzülme kuvveti ve kasılma biçimi örnek değişiklik analiz etmek için bir yöntem sunulmaktadır. Bu yöntem, kalp ilaç taraması için sağlamlık ve uygunluğu yüksek seviyesini gösterir.

Kardiyak İlaç güvenlik Taraması için insan mühendisliği kalp dokusunun Otomatik Büzülme Analizi

Cardiac tissue engineering describes techniques to constitute three dimensional force-generating engineered tissues. For the implementation of these ...

Bu tekniğin genel amacı, ilaç taraması ve hastalık modellemesi için in vitro bir kontraksiyon analiz platformu olarak kullanılabilecek üç boyutlu mühendislik ürünü kalp dokusu üretmektir. Bu yöntem; hastalık modellemesi, güvenlik farmakolojisi ile gen varyantlarının veya ilaçların kontraktil kuvvet üzerindeki etkileri hakkında kardiyak alanındaki temel soruların yanıtlanmasına yardımcı olabilir. Bu tekniğin temel avantajı, farklı türlerden elde edilen mühendislik ürünü kalp dokularındaki kontraktil kuvvetin, steril koşullar altında ve uzun süreler boyunca ölçülebilmesidir.Bu yöntemde yeni olan bilim insanları, hücresel kalite yetersizliği nedeniyle zorluk yaşayabilirler. Veya ortamdaki eksiklikler sorun olabilir. Kendi hazırlığını optimize etmek ve döngülerden kaçınmak önemlidir. Bu prosedürü Anika Benzin ve Umber Saleem gerçekleştirecektir.Prosedüre başlamadan önce, 24 kuyucuklu bir plakadaki ilk yardım kuyucuklarına 1,6 milliliters sıcak yüzde iki agaroz ekleyin. Ardından politetrafloroetilen ara parçaları hemen agarozun içine yerleştirin. Oda sıcaklığında yaklaşık 10 dakika sonra agaroz opaklaşacak ve bu durum katılaştığını belirtecektir.Ara parçaları çıkarın ve PDMS rafları, raf desteklerinin çiftleri her bir agaroz kalıba girecek şekilde döküm alanlarına yerleştirin. Tüm raflar yerleştirildiğinde, kardiyomiyositleri minimum 1,5 x 10⁷ hücre/mL konsantrasyonda ortamda ve taze hazırlanmış fibrinojenli rekonstitüsyon karışımında, fibrinojen pıhtısı çözülene kadar serolojik pipetle 10-15 kez süspande ederiz. Pipetteki rekonstitüsyon karışımının homojenliğini kontrol edin.Ardından, her bir mühendislik ürünü kalp dokusu (EHT) için, 200 µL'lik bir tüp içerisinde 100 µL rekonstitüsyon karışımını üç µL trombin ile karıştırın. Bu EHT trombin karışımından 100 µL'lik porsiyonları hemen agaroz yuvalarına aktarın. Her bir EHT için yeni bir filtre uç kullanın.Tüm yuvalar rekonstitüsyon karışımıyla doldurulduğunda, hücre kültür kabının kapağını kapatın ve preparasyonları 37 °C'de ve yüzde yedi karbondioksit ortamında iki saat boyunca inkübe edin. İnkübasyonun sonunda, plakayı steril bir kabine yerleştirin ve her kuyucuğu 200 ila 500 µL besiyeri ile kaplayın. Plakayı hafifçe sallayın ve EHT'leri inkübatöre geri koyun.10 dakika sonra, rafları her kuyucuğunda 1,5 milliliters EHT besiyeri içeren yeni bir 24 kuyucuklu plakaya dikkatlice aktarın ve plakayı uygun kültür koşulları altındaki bir hücre kültür inkübatörüne yerleştirin. PDMS rafları taze besiyeri içeren ikinci bir plakaya aktararak EHT'leri her Pazartesi, Çarşamba ve Cuma günleri besleyin. Dökümden 7 ila 10 gün sonra, EHT'lerin PDMS raflarının direklerini saptıran spontan kontraksiyonlar göstermesi gerekir.EHT'nin kasılmalarını analiz etmek için, deney günü, ölçümden iki saat önce EHT analiz cihazındaki ısıtma düzeneğini açın. Analizden hemen önce, eksen sisteminin gaz ve elektronik beslemelerini açın. Temel çizgi kaydı için EHT plakasını EHT analiz cihazına yerleştirin ve üretici talimatlarına göre kasılma analiz yazılımını başlatın.Yeni bir çalıştırma başlatmak için yazılım kılavuzu talimatlarını kullanarak, ilgili çalışma bilgilerini girmek için protokol sekmesine tıklayın. Kurulum sekmesini açın ve analiz için kuyucukları seçin. Zaman kısıtlılığı nedeniyle, bu video içerisinde işlem yalnızca iki EHT için gösterilmiştir.Ardından kamera görünümü sekmesine tıklayın ve otomatik figür algılama moduyla kamera canlı modunu başlatın. Her bir EHT'nin pencerenin merkezinde ve odakta olduğundan emin olarak, 24 kuyucuklu kapta seçilen her bir kuyucuk için xyz koordinatlarıyla kamera konumunu ayarlayın. Mavi artıların EHT'lerin üst ve alt uçlarında olduğundan ve EHT'lerin kasılmalarıyla uyumlu şekilde hareket ettiğinden emin olun.Ve her bir kuyucuğun ayarlanmış konumlarını kaydetmek için position okay butonuna basın. Şimdi, yazılımın bir kontraksiyon pikini tanımlama kriterlerini belirlemek ve pikleri yeşil karelerle işaretlemek için parameters sekmesine tıklayın. Girilen tüm ayarları, use parameters on all wells butonuna basarak kaydedin.Ardından, bazal EHT kasılmalarını kaydetmek ve her bir EHT için spontan bazal kontraktiliteyi hesaplamak için otomatik sekmesine ve başlat düğmesine tıklayın. Canlı kasılma analizi, gerçek zamanlı sekmesinde görüntülenecektir. Mavi artıların, EHT'lerin kasılmalarıyla eşleşecek şekilde yalnızca dikey olarak hareket ettiğinden emin olun.İlgilenilen belirli bir ilacın kontraksiyonlar üzerindeki etkilerini analiz etmek için, öncelikle protein içermeyen tiroid çözeltisi ile doldurulmuş 24 kuyucuklu bir plakayı steril bir kabine transfer edin ve kuyucukların içine karbon elektrotlar yerleştirin. PDMS raflarındaki EHT'leri elektrotların üzerine transfer edin ve EHT'leri inkübatöre geri yerleştirin. Yaklaşık yarım saat sonra, EHT'leri EHT analiz cihazının kilit mekanizmasına yerleştirin ve her bir EHT için 20 saniye boyunca spontan bazal kontraktiliteyi kaydedin.Ardından, karbon elektrotları pacing kablosuna bağlayın ve EHT'leri elektriksel olarak stimüle etmeye başlayın. Tüm EHT'lerin uygun şekilde pace edildiğinden emin olarak, her EHT için 10 saniyelik paced bazal değerleri kaydedin. Pacing sinyali şu anda, her pikin öncesinde kontraksiyon grafiğine dahil edilen mavi dikey çizgilerle işaretlenmiştir.Bazal kayıt işleminden sonra, elektrotları ve PDMS raflarını ilk ilaç konsantrasyonunu içeren yeni bir 24 kuyucuklu plakaya aktarın ve EHT'leri 20 dakikalık inkübasyon için derhal EHT analiz cihazının kilidine yerleştirin. Pace kablolarını yeniden bağlayın, şekil tanıma ayarlarını yapın ve ilk ilaç konsantrasyonuna yanıt olarak EHT kasılmalarını kaydedin. Tüm ilaç konsantrasyonları test edildikten sonra, ortaya çıkan tüm PDF kayıtlarını kaydedin ve her bir kaydı şekil tanıma, kasılma pik karelerinin doğru konumlandırılması ve artefaktlar açısından kontrol edin.Çevrimdışı analiz için, çalıştırmalar veri tabanından ilgili çalıştırma için "select run" seçeneğine tıklayın ve parametre sekmesinde, kontraksiyon analizi parametresini değiştirin. Ardından çevrimdışı sekmesinde, videoları yeniden analiz etmek için "offline analysis" seçeneğini belirleyin. Şekil tanımayı ayarlamak ve yeni bir video dosyası kaydetmek için.Gerçek zamanlı sekmesindeki figür tanımayı ayarlayın ve örnek incelemeyi seçin. EHT artık yeni konumlarına göre analiz edilecektir. Her bir EHT'nin analizi, dokunun üst ve alt uçlarındaki figür tanımasına dayanmaktadır.Kaydedilen EHT kasılmaları daha sonra EHT analiz cihazı yazılım algoritması tarafından otomatik olarak analiz edilir ve pikler, ilgili önceden tanımlanmış kriterlere göre belirlenir. EHT kasılma analizinin uzun süreli ölçümü, 20 saate kadar olan süre boyunca kasılma kuvvetinde, atım frekansında, T1 kasılma veya T2 gevşeme sürelerinde belirgin bir zamana bağlı değişim olmadığını göstermektedir. Bu durum, konstrüktlerin yüksek düzeyde stabiliteye sahip olduğuna işaret etmektedir.Nitekim, her bir EHT sinyali için elde edilen sonuçlar düşük bir değişkenlikle tekrarlanabilmektedir. Ancak, bir hERG kanal bloklayıcısına maruz kalma, belirtilen konsantrasyondan itibaren T2 relaksasyon süresinin önemli ölçüde uzamasına ve daha yüksek konsantrasyonlarda düzensiz bir atım paternine yol açmaktadır.Yöntem kavrandıktan sonra, hazırlık süreci düzgün şekilde yürütüldüğünde 30 dakika içinde 24 adet EHT üretilebilir. Geliştirilmesinin ardından bu teknik, hastalık modelleme alanındaki araştırmacıların gen varyantlarının etkilerini in vitro ortamda incelemelerine olanak sağlamıştır. Bu modelin çok yönlülüğü, insan kaynaklı indüklenmiş kök hücreler veya genom düzenleme teknolojisi ile birleştirilmesine imkan tanır.Bu prosedürün ardından, gen transkripsiyonu ve ekspresyonuna ilişkin ek soruları yanıtlamak için histoloji veya RNA ve protein analizi gibi ek yöntemler kullanılabilir. Bu videoyu izledikten sonra, EHT'lerin nasıl döküldüğü ve analiz edildiği konusunda iyi bir fikre sahip olmalısınız. Bu prosedürle ilgili herhangi bir sorunuz olursa, lütfen tereddüt etmeyin ve doğrudan bizimle iletişime geçin.

automated-contraction-analysis-human-engineered-heart-tissue-for

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Biyomühendislik

Bu el yazması, yüzey işaretleyici ekspresyonu ve hücre sıralaması kullanılarak tanımlanmış tasarlanmış kardiyak dokuların oluşturulmasını açıklar. Tanımlanan dokular daha sonra insan kalbinin işlevsel, ancak kontrollü bir model sistemini sağlamak için kardiyak hücre tedavisi mekanizmalarını araştırmak için çok dokulu bir biyoreaktörde kullanılabilir.

Tanımlı İnsan Engineered Kalp Dokuların inşaatı Kardiyak Hücre Tedavisinin Mekanizmaları Eğitim için

Kendiliğinden müteahhitlik insan kaynaklı pluripotent türetilmiş cardiomyocytes syncytia kök hücre insan kalp fizyolojisi ve farmakoloji yararlı modelleri vardır. Burada frekans yenerek, bir Ca duyarlı floresan boya ve ısı kontrollü görüntüleme çok iyi plaka okuyucu kullanarak eksojen bileşikler etkilerini ölçmek için bir yüksek-den geçerek tarama sistemi mevcut.

384-şey plakaları ısı kontrollü bir Ca duyarlı floresan boya ile ölçülen insan IPSC türetilmiş Cardiomyocyte Syncytia kasılmalar

Burada, önceden ayırt edilmiş insan kaynaklı pluripotent kök hücre türevli kardiyomiyositler, kardiyak fibroblastlar ve endotel hücrelerinden oluşan 3D kendi kendine monte edilmiş kardiyak mikrotissue dizileri oluşturmak için kullanımı kolay bir metodolojiyi açıklıyoruz. Kardiyak mikrotissues üretmek için teknik gerektiren bu kullanıcı dostu ve düşük hücre, hastalık modellemesi ve ilaç gelişiminin erken aşamaları için uygulanabilir.

İnsan iPSC Türevli Kardiyomiyositler, Kardiyak Fibroblastlar ve Endotel Hücreleri Kullanılarak 3D Kardiyak Mikrotissue Dizilerinin İmalatı

Bu protokolün amacı, kardiyak doku mühendisliği, ilaç taraması ve hastalık modelleme uygulamaları için biyomimetik, kollajen bazlı bir hidrojel içinde kardiyak fibroblastlar (KF' ler) ile birlikte kültürlenmiş kök hücre türevi kardiyomiyositlerden oluşan, yüksek hizalanmış insan kardiyak dokusunun üç boyutlu (3D) mikroakışkan modelinin gelişimini açıklamak ve göstermektir.

Mikroakışkan Bir Platformda 3D Organize İnsan Kardiyak Dokusu Geliştirme

İnsan kaynaklı pluripotent kök hücre kaynaklı kardiyomiyositler (hiPSC-CM'ler), ilaca bağlı kardiyotoksisite taraması ve hastalık modellemesi için umut verici bir in vitro model olarak ortaya çıkmıştır. Burada, hiPSC-CM'lerin kontraktilitesini ve elektrofizyolojisini ölçmek için bir protokol detaylandırıyoruz.

İnsan Kaynaklı Pluripotent Kök Hücre Kaynaklı Kardiyomiyositler Üzerindeki Mikroelektrot Dizisi ve Yama Kelepçesi Kayıtlarının Teknik Uygulamaları

İnsan iPSC kaynaklı kardiyomiyositlerin kasılma fonksiyonlarındaki ve hücresel bütünlüğündeki değişikliklerin analizi, klinik olmayan ilaç gelişimi için büyük önem taşımaktadır. Hibrit bir 96 kuyucuklu hücre analiz sistemi, klinik aşamalara güvenli bir geçiş için gerekli olan güvenilir, insanla ilgili sonuçlar için her iki parametreyi de gerçek zamanlı ve fizyolojik bir şekilde ele alır.

Preklinik Kardiyak Risk Değerlendirmesi için İnsan iPSC Kaynaklı Kardiyomiyositlerin Yapısal ve Kasılma Değişikliklerini Değerlendirmek için Hibrit Hücre Analiz Sistemi

Kök hücre kaynaklı kardiyomiyositler kullanılarak biyomühendislik yapılan üç boyutlu kalp dokuları, doğal kardiyak nişin temel yönlerini özetlerken, sağlıklı ve hastalıklı insan miyokardını in vitro incelemek için umut verici modeller olarak ortaya çıkmıştır. Bu makale, insan kaynaklı pluripotent kök hücre kaynaklı kardiyomiyositlerden üretilen yüksek içerikli tasarlanmış kardiyak dokuların üretilmesi ve analiz edilmesi için bir protokolü açıklamaktadır.

Tasarlanmış Kardiyak Dokuların Veri Toplamasını ve Model Verimini İyileştirmek için Bir Biyoreaktör Tasarlama

Bu protokol, klinik öncesi gelişim sırasında ilaca bağlı kontraktilitedeki değişiklikleri değerlendirmek için güvenilir bir platform olan MyoBLAZER sistemi ile donör kalplerinden alınan yetişkin insan primer kardiyomiyositlerinde kontraktilitenin nasıl ölçüleceğini açıklar.

İzole Yetişkin İnsan Primer Kardiyomiyositlerinde Kalp Kontraktilitesinin Ölçülmesi

Bu protokol, 3D mühendislik ürünü kalp ve iskelet kası dokularının oluşturulması için yöntemler sağlar ve klinik öncesi ilaç tarama modalitelerinde kullanımlarını açıklar. Açıklanan yöntemler, 24 dokunun paralel olarak eşzamanlı olarak değerlendirilmesini kolaylaştırmak için manyetik bir algılama sistemi kullanır.

Ölçeklenebilir 3D Mühendislik Kas Dokularında Preklinik İlaç Testi

Burada, video tabanlı mikroskopi ile birlikte esnek bir substrat üzerine kaplanmış, 2D insan kaynaklı pluripotent kök hücre kaynaklı kardiyomiyosit (hiPSC-CM) monokatmanlarını kullanan non-invaziv bir kardiyak tıbbi cihaz kontraktilitesi değerlendirme yöntemini gösteriyoruz. Bu araç, kardiyak elektrofizyoloji cihazlarının kasılma özelliklerinin in vitro değerlendirilmesinde yararlı olacaktır.

2D İnsan Kök Hücre Kaynaklı Kardiyomiyositlerde Kardiyak Kontraktilite Modülasyon Tedavisinin Değerlendirilmesi

Eriyik elektrospinning yazma (MEW), polikaprolakton (PCL) iskeleleri ve fibrin hidrojelleri hiPSC türevi kardiyomiyositler ve fibroblastlarla birleştiren 3D miyokardiyal dokular oluşturmak için tekrarlanabilir bir yöntem sunulmuştur. Bu teknik, iskele mimarisi üzerinde hassas kontrol sağlar ve klinik öncesi ilaç testlerinde ve kalp hastalığı modellemesinde uygulanabilir.

Polikaprolakton İskelelerinin ve hiPSC'den Türetilmiş Kardiyak Hücrelerin Eriyik Elektrospinning Yazımı Kullanılarak 3D İnsan Miyokard Dokusu Üretimi

Keşfedin insan iPS hücrelerinden mühendislik kalp dokusu üretimini ve otomatik büzülme analizini. Bu yöntem ilaç güvenlik taraması ve kardiyak fonksiyon değerlendirmesi için değerli bir platform sunar.

Kardiyak İlaç güvenlik Taraması için insan mühendisliği kalp dokusunun Otomatik Büzülme Analizi

Daha fazla video keşfet