Ingénierie de tissu cardiaque actuelle vise à développer une thérapie pour remplacer ou réparer la structure et la fonction du tissu myocardique lésée1. Méthodes pour créer des modèles 3D de tissu cardiaque présentant les propriétés contractiles et électrophysiologiques importantes du tissu cardiaque indigène ont rapidement étendu2,3. Diverses stratégies ont été exploré et utilisé dans les études4,5. Ces méthodes vont de l’utilisation des hydrogels bioactifs naturels et synthétiques spécifiques, comme la gélatine, le collagène, fibrine et peptides6, à la bio-encre dépôts technologies2 et bioprinting technologies7.

Il a été démontré que méthodes exempte d’échafaudage peuvent produire des tissus comparables comme les méthodes axées sur les biomatériaux, sans les inconvénients de l’incorporation de matière étrangère échafaudage8. Oren Caspi et coll. ont montré que l’incorporation de différents types de cellules active la génération de fortement vascularisé humain tissu cardiaque machiné9. Menton et coll. mis au point une méthode d’impression 3D pour la création de patch cardiaque de sphéroïdes. Correctifs qui en résultent sont composées des cardiomyocytes, les fibroblastes et les cellules endothéliales dans un ratio de 70:15:1510. Sphéroïdes ont démontré être efficaces « building blocks » de la création de tissu cardiaque exempte d’échafaudage, comme ils résistent contre l’hypoxie et posséder une intégrité mécanique suffisante pour implantation11,12. Des études antérieures ont démontré plusieurs méthodes de fabrication pour la création de sphéroïde, y compris l’utilisation de la pendaison de glisser méthode, fileur flacons13, de systèmes microfluidiques14et les surfaces de culture non adhérents non couchés ni enduits avec d’agarose micro-moules15. Dans ce protocole, nous utilisons la pendaison goutte périphérique, qui contient des micropores de condensation des centaines des sphéroïdes à un moment donné.

Cette étude présente une nouvelle et efficace méthode sans échafaudage pour la création de tissu cardiaque, qui comprend l’ensemencement manuellement les sphéroïdes dans une cavité de moule carré et en incubant le tissu sur un agitateur pour la maturation. Dans des conditions de culture statique habituel, diffusion de l’oxygène est limitée aux aspects extérieurs de la construction des tissus, entraînant une nécrose centrale. Cependant, avec le moule net, tous les sphéroïdes ensemencées dans le moule sont immergés dans les médias avec un mouvement constant fluidique, permettant la diffusion accrue de nutriments et d’oxygène. En outre, cette méthode axée sur le moule permet la création simultanée de patchs de tissus de différentes tailles avec un minimum d’effort manuel et le tissu qui en résulte peut être facilement retiré du moule. Cette nouvelle méthode permet la création efficace et reproductible des patchs cardiaques sans échafaudage et multicouches.

Ce protocole décrit une méthode nouvelle et facile à mouler pour la création de tissus cardiaques tridimensionnels, qui utilise des sphéroïdes comme outil de création de tissus cardiaques sans échafaudage. Dans nos expériences, trois types de cellules, les cardiomyocytes dérivés de cellules souches pluripotentes induites humaines, les fibroblastes cardiaques humains et les cellules endothéliales de la veine ombilicale humaine, ont été isolés et utilisés pour générer une suspension cellulaire. Avec 70 % de cardiomyocytes, 15 % de fibroblastes et 15 % de cellules endothéliales, dans un tube conique de 50ML.

Nous distribuons ensuite la suspension cellulaire dans chaque puits d’un système de chute suspendue à très faible attachement, ce qui entraînera la formation spontanée de centaines de sphéroïdes battants après trois jours. Les sphéroïdes sont ensuite récoltés et placés dans une nouvelle cavité de moule. Le tissu est ensuite conservé dans un récipient stérile avec du milieu, sur un agitateur dans l’incubateur pendant plusieurs jours.

Le moule est ensuite retiré, ce qui permet d’obtenir un patch tissulaire sans échafaudage avec une intégrité mécanique. Le dispositif de chute suspendue