Miniaturisiertes künstliches Herzgewebe zur Untersuchung der menschlichen Herzfunktion
November 2023
Leiden University Medical Center (LUMC), Leiden, Niederlande
Menschliche Herzgewebe, die als dreidimensionale Sphäroide aus pluripotenten Stammzellen (hiPSCs) gezüchtet wurden, rekapitulieren Aspekte der menschlichen Physiologie besser als standardmäßige zweidimensionale Modelle in vitro. Sie bestehen typischerweise aus weniger als 5000 Zellen und werden zur Messung der Kontraktionskinetik, aber nicht der Kontraktionskraft, verwendet. Im Gegensatz dazu können künstliche Herzgewebe (EHTs), die um zwei flexible Säulen herum geformt sind, die Kontraktionskraft messen. Herkömmliche EHTs erfordern jedoch oft zwischen 0,5 und 2 Millionen Zellen, was ein groß angelegtes Screening vieler EHTs kostspielig macht. Die Ziele dieser Studie bestanden darin, (i) ein physiologisch relevantes Modell zu schaffen, das weniger Zellen als Standard-EHTs benötigt und dadurch kostengünstiger ist, und (ii) sicherzustellen, dass dieses miniaturisierte Modell die korrekte Funktionalität beibehält. Es konnte gezeigt werden, dass voll funktionsfähige EHTs aus physiologisch relevanten Kombinationen von hiPSC-abgeleiteten Kardiomyozyten, Fibroblasten und Endothelzellen mit nur 1,6 × 104 Zellen erzeugt werden können. Die EHTs waren bis zu 14 Tage nach ihrer Bildung lebens- und funktionsfähig, und konnten im Frequenzbereich zwischen 0,6 und 3 Hz elektrisch stimuliert werden, wobei das Optimum zwischen 0,6 und 2 Hz lag. Die Ergebnisse legen nahe, dass miniaturisierte EHTs ein kostengünstiges mikrophysiologisches System zur Modellierung von Krankheiten und zur Untersuchung von Arzneimittelreaktionen darstellen könnten, insbesondere in sekundären Screenings zur Arzneimittelentwicklung.
Miniaturized engineered heart tissues from hiPSC-derived triple cell type co-cultures to study human cardiac function
Berend J. van Meer
Eingestellt am: 13.05.2024
[1] https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0006291X23010707?via%3Dihub
