Generierung von murinen Herzschrittmacher Zellaggregate Basierend auf ES-Zell-Programmierung in Kombination mit Myh6-Promoter-Auswahl

Der Begriff "Sick-Sinus-Syndrom", fasst mehrere Erkrankungen, die zu einer Verschlechterung der Herzschrittmacher-System. Es besteht aus pathologischer, symptomatische Sinusbradykardie, Sinusknoten-Block, Sinusstillstand sowie die Tachykardie Bradykardie-Syndrom. Dadurch wird ein "krankes Sinus-Syndrom" oft durch allgemeinen Herzerkrankungen begleitet, wie eine koronare Herzkrankheit, Herzmuskelerkrankungen oder Herzmuskelentzündung. Derzeit werden therapeutische Ansätze über die Implantation elektrischen Schrittmacher basiert. Allerdings geht dies zusammen mit einer Reihe von Risiken wie Infektionen und Batterieausfall. Insgesamt ist die Häufigkeit von Komplikationen wie vor sehr hoch bei Patienten mit einem Herzschrittmacher implantiert. Weiterhin, im Gegensatz zu dem endogenen Schrittmacher, diese Geräte nicht auf Hormonstimulation reagieren.

Eine zukünftige Alternative kann von der Verfügbarkeit von "biologischen Schrittmacher" für die PSCs dienen könnte verlassenAls geeignetes Zellquelle und dem auch für In-vitro-Drogen-Test von hohem Wert sein. Dennoch liegt ein großes Problem in der sehr seltenen Auftreten von Sinusknotenzellen in embryonale Körper (EVG) – dies in der Regel nicht ~ 0,5% ¹ überschreitet.

Zuvor wurde gezeigt, dass "zukunfts Programmierung" auf bestimmte Subtypen Kardiomyozyten möglich ist über die Überexpression von verschiedenen frühen Herz-Kreislauf Transkriptionsfaktoren wie Mesoderm spezifische-posterior 1 (MesP1) und NK2 Transkriptionsfaktor bezogen, locus 5 (Nkx2.5) ^{2, 3.} Für normale Größe und Funktion der Sinusknoten (SAN) ist der T-Box-Transkriptionsfaktor TBX3 entscheidend, was gezeigt worden ist, um den Schrittmacher-Gen-Programm zu initiieren und Differenzierung des SAN ⁴ steuern. Obwohl diese verbesserte das Aussehen des Funktionsschrittmacherzellen, deren Inhalt noch nicht ~ 40% in der gesamten Zellpopulation cardiomyocytic überschreiten.

Daher wurde eine zusätzliche Myh6-Promotor basiert antibiotische Selektion Schritt ⁵ von uns vorstellen. Dies führt letztlich zu noch unbeobachtet Kardiomyozyten Aggregate ("induzierte sinuatrialer Stellen;" iSABs "), die stark erhöhte schlagen Frequenzen (> 400 min) in vitro zeigen, zum ersten Mal die denen eines murinen Herzen und vergleichbar mit in vitro kultivierten Sinusknotenzellen aus einer Maus-Herz ⁶ isoliert. Unter Isoprenaline Verwaltung selbst schlagen Frequenzen von 550 Schlägen pro Minute erreicht. Bemerkenswert ist, iSABs bestehen aus mehr als 80% Funktionsknotenzellen, wie aus physiologischen umfangreiche Analysen ^7. Kürzlich wurden mehrere Ansätze für die Sinusknotenzellen erzeugen mit Gleich Umprogrammierung ^19, Oberflächenmarkierungen ¹⁴ oder pharmakologische Behandlung mit kleinen Molekülen ^16,17 wurden beschrieben. Doch keines dieser Verfahren führte zu einer so hohen Reinheit von Schrittmacherzellen und Schlagen Frequenzen nahe dem murinen erKunst als in iSABs beobachtet.

Darüber hinaus wird in einem ex vivo Modell der kultivierten adulten Maus ventrikuläre Scheiben, die ihren spontanen Schlagaktivität verloren haben, sind die iSABs Lage die Integration in die Scheibe Gewebe und damit spontan aktiv bleiben und kräftig Tempo der Herzscheiben zu Kontraktionen ^7. Ein detailliertes Protokoll für die Erzeugung dieser iSABs ist in diesem Papier beschrieben.