کاردیومیوسیت های مشتق از سلول های بنیادی پرتوان القایی عملکرد ضربان سازهای بیولوژیک را در in vivo نشان می دهند

تاریخ انتشار: یکشنبه 24 اردیبهشت 1396 | امتیاز: Article Rating

پیشینه:

اگرچه رویکردهای متعددی برای ایجاد ضربان سازهای زیستی در مدل های جانوری استفاده شده است اما کاردیومیوسیت های مشتق از سلول های بنیادی پرتوان القایی(iPSC-CMs) هنوز برای این هدف بررسی نشده اند. اینک ما عملکرد ضربان سازهای iPSC-CMs را در مدل سگی گزارش کرده ایم.

روش ها و نتایج:

اجسام جنینی از کراتینوسیت های انسانی تولید شد، مشخصه های بالقوه آن ها تعیین شد و پروفایل پیان ژنی آن ها و مارکرهای تمایزی شان شناسایی شدند. سگ های بلوک شده به صورت دهلیزی بطنی از نظر ایمنی سرکوب شدند و به ضربان سازهای VVI مجهز شدند و 40 تا 75 جسم جنینی که به طور ریتمیک منقبض می شدند به بخش پایه قدامی بطن چپ تزریق شدند(مجموعا1.3-2×106 cells). الکتروکاردیوگرام و مونیتورینگ هولتر هر دو هفته یکبار صورت گرفت. بعد از 4 تا 13 هفته، اپی نفرین(1 μg kg-1 min-1) تزریق شد. قلب برای مطالعات هیستولوژیک و الکتروفیزیولوژیک برداشته شد.iPSC-CMها به میزان زیادی مارکرهای پرتوانی شان را از دست دادند و برای مارکرهای خاص قلبی مثبت شدند و خودکاری وابسته به If را نشان دادند. ضربان اپی کاردی جایگاه تزریق، ضربان های مطابقی را شناسایی کرد که یک هفته بعد از ایمپلنت کردن از جایگاه صادر می شدند. تا هفته چهارم، 20 درصد ضربان ها به صورت الکترونیکی ساخته می شود و 60 تا 80 درصد ضربان مطابق بود، و میانگین و ماکزیمم نرخ ضربان سازهای بیولوژیک 45 تا 75 ضربان در دقیقه بود. بیشنه نرخ شبانه و روزانه ضربان های مطابق در هفته چهارم به ترتیب53±6.9   و 69±10.4   ضربان در دقیقه بود. اپی نفرین نرخ ضربان های مطابق را از 35±4.3  به65±4.0   ضربان در دقیقه رساند. انکوباسیون اجسام جنینی با رنگ حیاتی Dil ثبات سلول های تزریق شده در جایگاه تزریق را نشان داد.

بحث:

iPSC-CMها می توانند به درون میوکاردیوم میزبان الحاق شده و یک ضربان ساز زیستی را تولید کنند. اگرچه این یک پیشرفت امیدوارکننده است، تعداد و ریتم ضربان سازهای iPSC-CM نیاز به بهینه سازی شدن دارند.

Circ Arrhythm Electrophysiol. 2017 May;10(5):e004508. doi: 10.1161/CIRCEP.116.004508.

Induced Pluripotent Stem Cell-Derived Cardiomyocytes Provide In Vivo Biological Pacemaker Function.

Chauveau S1, Anyukhovsky EP1, Ben-Ari M1, Naor S1, Jiang YP1, Danilo P Jr1, Rahim T1, Burke S1, Qiu X1, Potapova IA1, Doronin SV1, Brink PR1, Binah O1, Cohen IS2, Rosen MR2.

Abstract

BACKGROUND:

Although multiple approaches have been used to create biological pacemakers in animal models, induced pluripotent stem cell-derived cardiomyocytes (iPSC-CMs) have not been investigated for this purpose. We now report pacemaker function of iPSC-CMs in a canine model.

METHODS AND RESULTS:

Embryoid bodies were derived from human keratinocytes, their action potential characteristics determined, and their gene expression profiles and markers of differentiation identified. Atrioventricular blocked dogs were immunosuppressed, instrumented with VVI pacemakers, and injected subepicardially into the anterobasal left ventricle with 40 to 75 rhythmically contracting embryoid bodies (totaling 1.3-2×106 cells). ECG and 24-hour Holter monitoring were performed biweekly. After 4 to 13 weeks, epinephrine (1 μg kg-1 min-1) was infused, and the heart removed for histological or electrophysiological study. iPSC-CMs largely lost the markers of pluripotency, became positive for cardiac-specific markers. and manifested If-dependent automaticity. Epicardial pacing of the injection site identified matching beats arising from that site by week 1 after implantation. By week 4, 20% of beats were electronically paced, 60% to 80% of beats were matching, and mean and maximal biological pacemaker rates were 45 and 75 beats per minute. Maximum night and day rates of matching beats were 53±6.9 and 69±10.4 beats per minute, respectively, at 4 weeks. Epinephrine increased rate of matching beats from 35±4.3 to 65±4.0 beats per minute. Incubation of embryoid bodies with the vital dye, Dil, revealed the persistence of injected cells at the site of administration.

CONCLUSIONS:

iPSC-CMs can integrate into host myocardium and create a biological pacemaker. Although this is a promising development, rate and rhythm of the iPSC-CMs pacemakers remain to be optimized.

PMID: 28500172
ثبت امتیاز
نظرات
در حال حاضر هیچ نظری ثبت نشده است. شما می توانید اولین نفری باشید که نظر می دهید.
ارسال نظر جدید

تصویر امنیتی
کد امنیتی را وارد نمایید:

آرشیو سالانه
آرشیو سالانه
نظرات خوانندگان
نظرات خوانندگان