As células humanas pluripotentes estaminais (hPSCs), incluindo células estaminais embrionárias humanas (hESCs) e células-tronco pluripotentes induzidas (hiPSCs), têm a capacidade de auto-renovação e a capacidade de se diferenciar em células dos três folhetos embrionários ^1,2. Devido a estas características, hPSCs fornecer uma fonte valiosa e ilimitado para a geração e escalonável de produção de tipos de células doenças relevantes para a modelagem de doenças humanas ^3-5, para high-throughput screening de drogas e de toxicidade ensaios ^6,7 e, potencialmente, para aplicações clínicas ⁸ . Geração de cardiomiócitos de hPSCs proporciona a oportunidade de investigar especificamente os mecanismos de doenças cardiovasculares humanas complexas e as suas possíveis tratamentos anteriormente, para além do âmbito dos nossos recursos devido à falta de modelos animais relevantes e / ou a disponibilidade de tecidos primários afectadas.

Todas as aplicações acima mencionadas de N hPSCsecessitate a produção de um enorme número de cardiomiócitos altamente enriquecido e funcionais. Assim, a disponibilidade de uma forma eficiente, reprodutível e escalonável protocolo in vitro diferenciação cardíaca adequada para várias linhas HPSC é crucial. Protocolos de diferenciação de cardiomiócitos convencionais têm empregado estratégias diferentes, tais como formação de corpos de embryoid ^9, técnicas de co-cultura ^10, indução com cocktails de citocinas ¹¹ e métodos de transdução de proteína ^12. Apesar dos avanços nestas técnicas, a maioria ainda sofrem de baixa eficiência, necessitam de fatores de crescimento caros, ou oferecer universalidade limitada ao tentar usar várias linhas HPSC. Até à data, estes desafios estabeleceram limites para a produção de cardiomiócitos HPSC derivadas de estudos de terapia celular em modelos animais, bem como na indústria farmacêutica para a descoberta de medicamentos ^13. Portanto, o desenvolvimento de técnicas robustas e acessíveis para grandeprodução -scale de cardiomiócitos HPSC derivados funcionais em sistemas de cultura escaláveis ​​seria em grande medida facilitar as suas aplicações comerciais e clínicas.

Neste artigo, é relatado o desenvolvimento de um sistema de diferenciação cardíaca custo-eficaz e integrado com uma elevada eficácia, a reprodutibilidade e a aplicabilidade para hESCs e hiPSCs gerados a partir de uma variedade de fontes e métodos de cultura, incluindo um método para a produção em larga escala de altamente populações enriquecidas de cardiomiócitos HPSC-derivadas utilizando um bioreactor. Além disso, temos aperfeiçoado este protocolo para linhas HPSC não adaptadas ao alimentador de cultura de células livres e / ou único, como hiPSCs recém-criadas ou grandes grupos de linhas HPSC relevantes para análise do mecanismo da doença.