Mikrotechnisch konstruiertes Herz-auf-dem-Chip mit heterotypischer Zellzusammensetzung
2024
University of Twente, Enschede, Niederlande
Für akkurate Krankheitsmodellierung, vorhersehbareres Medikamentenscreening und Sicherheitspharmakologie werden dringend moderne In-vitro-Modelle benötigt, die den strukturellen Aufbau und die Funktion des menschlichen Herzens nachbilden. Herkömmlichen 3D-konstruierten Herzgeweben (EHTs) mangelt es an heterotypischer Zellkomplexität und Kultur unter Fluss, wohingegen mikrofluidischen Herz-auf-Chip-Modellen (HoC) im Allgemeinen die 3D-Konfiguration und akkurate kontraktile Messwerte fehlen. In dieser Studie wird ein innovatives und benutzerfreundliches HoC-Modell entwickelt, um diese Einschränkungen zu überwinden, indem aus menschlichen pluripotenten Stammzellen (hPSC) gewonnene Kardiomyozyten (CMs), Endothel- (ECs) und glatte Muskelzellen (SMCs) zusammen mit menschlichen Herzfibroblasten (FBs) unter Fluss kultiviert werden, was zu selbstorganisierten miniaturisierten Mikro-EHTs (µEHTs) mit einer CM-EC-Schnittstelle führt, die an die physiologische Kapillarauskleidung erinnert. Unter Fluss kultivierte µEHTs zeigen eine verbesserte kontraktile Leistung und Reizleitungsgeschwindigkeit. Darüber hinaus veränderte die Anwesenheit der EC-Schicht die Arzneimittelreaktionen bei der µEHT-Kontraktion. Diese Beobachtung deutet auf eine mögliche barriereähnliche Funktion der ECs hin, die die Verfügbarkeit von Arzneimitteln für die CMs beeinträchtigen könnte.
Micro-engineered heart tissues on-chip with heterotypic cell composition display self-organization and improved cardiac function
Robert Passier
Eingestellt am: 17.06.2024
[1] https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adhm.202303664
