Kendiliğinden müteahhitlik insan kaynaklı pluripotent türetilmiş cardiomyocytes syncytia kök hücre insan kalp fizyolojisi ve farmakoloji yararlı modelleri vardır. Burada frekans yenerek, bir Ca duyarlı floresan boya ve ısı kontrollü görüntüleme çok iyi plaka okuyucu kullanarak eksojen bileşikler etkilerini ölçmek için bir yüksek-den geçerek tarama sistemi mevcut.
Kendiliğinden insan kaynaklı pluripotent türetilmiş cardiomyocytes syncytia sözleşme kök hücreler (hiPSC-CM) insan kalp fizyolojisi ve farmakoloji uzun bir faydalı model vardır. Bu kendiliğinden etkinliklerini kaydetmek için ve ilaç etkileri değerlendirmek için çeşitli yöntemler önerilmiştir ama bu yöntemlerin çoğu sınırlı işlem hacmi ve/veya fizyolojik alaka gelen acı. Bir Ca duyarlı floresan boya ve ısı kontrollü görüntüleme çok iyi plaka okuyucu kullanarak hiPSC-CM’ın dayak frekans, eksojen bileşikler etkilerini ölçmek için bir yüksek-den geçerek tarama sistemi geliştirdik. Biz hücre plakaları ve bileşik plakaları karşı hazırlıklı olma ve yüksek hassasiyet ve tekrarlanabilirlik elde etmek için otomatik tahlil çalıştırmak açıklanmaktadır. Ayrıca nasıl dönüştürmek ve spontan ritim üzerinde uyuşturucu etkileri güvenilir ölçüleri sağlamak için floresans verileri çözümlemek için açıklar. Bu tahlil ilaç bulma programları Kılavuzu kimyasal optimizasyon merkezden uzağa veya doğru insan kardiyak fonksiyon etkileyen bileşikler için kullanılabilir.
Mevcut iletişim kuralı üzerinde syncytia hiPSC-cm fizyolojik ilgili ritimleri, kendiliğinden dayak sıklığını uyuşturucu etkileri ölçmek için bir yöntem gösterilmektedir. İnsan kaynaklı pluripotent kök hücreler kendiliğinden dayak syncytia vitro1,2,3,4kurmak fonksiyonel cardiomyocytes ayırabilirsiniz. Bu hiPSC-CM çok sayıda üretim Laboratuvarı veya ticari satıcıları aracılığıyla elde edilebilir ve onlar hücre insan kalp fizyolojisi ve farmakoloji modelleri oluşturmak için yararlı bir kaynaktır. Özellikle, tahmin etmek için ya da bir uyuşturucu insanlar5‘ e yönetilir oluşabilir kardiyak etkileri tanımlamak için kullanılabilir.
HiPSC-CM syncytia dayak sıklığını elektrot diziler veya empedans1algılama kullanarak fizyolojik koşullar altında ölçülebilir: noninvaziv bu teknikleri üzerinde uyuşturucu etkileri çok ayrıntılı bilgi sağlar, ancak oldukça vardır düşük işlem hacmi ve onlar büyük bileşik kitaplıkları gerçekçi zaman ve bütçe kısıtlamaları içinde test etkinleştirmeyin. Daha etkili bir sistem plaka okuyucu Imaging 384-şey floresan kullanarak özenli ve Ca duyarlı boya6ama klasik plaka okuyucu suboptimal sıcaklık kontrol ve yakalama frekans tarafından engellemiştir. Bu sınırlamalar unphysiological dayak oranları (~ 15 bpm, 35-55 bpm kontrollü ortamlarda1karşılaştırıldığında) tarafından gösterilmiştir ve yanlış Ca sinyal çözünürlükte (bir edinme 8 Hz sıklığıdır alt sınırı 120 bpm ulaşabilirsiniz kayıt oranları uyarılan koşullarda ve eğim veya süresi gibi bilgileri ayıklanamıyor). Burada açıklanan yöntemi fizyolojik ritimleri ve bu endişeleri önlemek için yeterli çözünürlükte desenleri yenerek kayıt birleştirir.
Pozitif tarafta, bu bileşikler makul maliyetle çok sayıda hızlı test sağlayan basit, güvenilir ve yüksek üretim yöntemidir. Olumsuz tarafta, bu yöntem pahalı bir yatırımdır, etkili sıcaklık kontrolü ile hızlı plaka okuyucu gerektirir ve daha fazla daha ayrıntılı test gerektiren gözlenen uyuşturucu etkileri küçük mekanik bilgiler sağlar yöntemleri.
Approximatively 6 x 106 hiPSC-CM bir 384-şey hücre plaka bir ölçüm için ihtiyaç vardır. hiPSC-CM genellikle sağlanan ticari olarak ~ 4 x 1 mL 106 hücrelerde donmuş aliquots. Bu nedenle, üç donmuş aliquots ile iki hücre tabak hazırlamak uygundur. Çoğu durumda, bu tahlil düşük değişkenlik nedeniyle her hücre plaka ölçüleri olumlu denetimlerinin (forskolin, N6-cyclopentyl-Adenozin ve E-4031) quadruplicate ve test bileşiklerin yinelenen ölçümleri gerçekleştirmek yeterlidir ve negatif kontrol (DMSO yalnız) 20-plicate ölçümleri. Bu nedenle, en fazla 352 bileşik/konsantrasyon çiftleri iki 384-şey hücre tabak ile değerlendirilebilir. Aşağıdaki iletişim kuralı 352 test bileşikleri, iki hücre tabak ve 12 milyon hücre üç donmuş aliquots sağlanan yanında böyle bir deneme olarak görüyor; ek veri noktaları gerekirse kolayca ölçekli-up olabilir.
İki Frekanslar yenerek başarılı kayıt için en kritik’dır. İlk hücre kaplama ve kültürü ile dikkatli olmaktır. Özellikle, deneyin ve ne zaman orta alışverişi hücre katmanı kuyu dibinde çizilmemesi önlemek önemlidir. Pipetler ile kuyu dibinde dokunmak kabul edilir, ancak aynı açı-meli var olmak kullanılmış ne zaman böylece üreten hücre katmanı ve tahlil performansını etkileyen değil sadece küçük bir çizik. Tekrarlanabilir homojen ritimleri alma ikinci önemli bir özelliği, ölçüm süresi için hücre plaka arasında iyi sıcaklık kontrolü 37 ° C’de sağlamaktır. Biz burada kullanılan plaka okuyucu dışındaki aygıtlar kullanarak bu homojenliği elde edilemedi, ama sıcaklık regülasyonu için özel değişiklikler ile mümkün olabilir: burada sunulan protokolü daha geniş plaka ötesinde bir tek marka kullanılabilir hale getirmek okuyucu. Sıcaklık kararlılığı deneme süresince burada kullanılan aygıt ile elde etmek için bu sona ermeden önce her kaydı durdurmak gerekli; Aksi takdirde, robot ölçülen hücre plaka dışarı atmak. Bu teknik sorun plaka okuyucu yazılımı sonraki sürümü ile kaybolabilir, ancak şu an için kritik kalır. Bir hücre tabak yanlışlıkla plaka okuyucu dışında transfer edilirse, bu içeri kısa sürede yüklenebilir. Deneme kalitesini sıcaklık değişiklikleri dayak oranı son derece hızlı bir şekilde etkileyeceği yine de, bozulacaktır.
İyice sınanmamıştır, bazı diğer yönleri daha az önemli olabilir. Örneğin, hücreleri tohum önce kaplama hücre kültürü kaplamalar hiPSC-CM üreticileri tavsiye, ancak bu özel tahlil, kaplama, hücreleri kolayca çeşitli yüzeylerde uygun ve düzgün kat 384-şey çok zordur çünkü kullanılmadı tabaklar. Henüz, hücre levha kaplama hala izin verilen olabilir veya hatta tahlil kalitesini artırmak. Ayrıca hiç olsun çözücüler DMSO dışındaki kabul edilebilir, ama bu deneyimi diğer kayıt teknolojileri ile alkol veya MeOH benzer konsantrasyonları da tolere edilebilir olacaktır beklenen test ettik. Biz genellikle hiPSC-CMs aynı üreticinin kullanım ve benzer bir şekilde çalışmak için ortaya hücreleri tek bir ek tedarikçiden denendi. Aynı şekilde, biz onları prechecking tarafından ilk toplu işlemine benzer şekilde davrandığını doğrulamak üzere seçildi hiPSC-CMS farklı toplu işlemleri yalnızca az sayıda kullandık. Bir veya iki toplu işlemi uygun olmayan zavallı istikrar veya tekrarlanabilirlik kültür koşullar altında onların syncytia vardı çünkü burada kullanılan kabul edildi. Aksi takdirde, farmakoloji toplu işlemleri arasında “tipik” bileşikler (forskolin, N6-cyclopentyl-Adenozin ve E-4031, hem de endotelin, isoproterenol, amlodipin ve ponesimod) sınırlı bir panel test ederken çok benzer ortaya çıktı. Sadece hiPSC-CM sağlıklı bağış elde ederdik. HiPSC-CM kalp hastalığı olan hastalarda elde farklı sonuçlar sağlayacak sağlıklı bağış ve hastalar arasında hiçbir fark Tirozin kinaz inhibitörleri rastlantısal değerlendirirken gözlendi rağmen değerlendirmek için faydalı olabilir 12. son olarak, normalde 22-28 uyuşturucu etkileri ölçme önce gün kültür bekleyin: empedans kayıtları aynı hücre ile deneyim, kararlı bir duruma için yavaş Empedans (hücre katmanı istikrar bir gösterge) ve hızlı Empedans (bir göstergesi frekans yenerek) 12–‘den sonra 15 gün içinde kültür ulaşılır. Bu otelde kalp kanalları ve olgunlaşma işaretleri ifade profil13stabilize zaman olduğundan Ancak, biz 22–28 gün, beklemeye karar verdim. Eğer hücreleri önceye ya da sonraya kullanılan benzer sonuçlar elde o incelenmiştir değil.
Açıklanan protokol hiPSC-cm kendiliğinden dayak oranının çok basit bir ölçüm üzerinde insan kalp Elektrofizyoloji potansiyel uyuşturucu etkileri değerlendirmek için burada kullanır. İ) Bu bir yüksek-den geçerek tarama ortamına mükellef, II) o kayıtları cardiomyocytes etkinliği ve fizyolojik sıcaklıklarda ilaçların etkileri ve III) o does değil istemek diğer yöntemlerden üzerinde başlıca avantajları vardır elektrofizyolojik uzmanlık bir değerlendirme sonuçlarının veya yürütme için.
Birçok ilaç insan kullanımı için onaylanmış ile gerçekleştirilen bir doğrulama çalışmada, tahlil mevcut klinik veri5tahmin ettiği gibi insan tıpta kullanılan ilaçlara tepki gösterdi. Bu yöntem kalp ritim tüm potansiyel etkileri dikkate alır çünkü, özellikle pro aritmik potansiyel değerlendiriyor kapsamlı vitro Proarrhythmic tahlil (CIPA) girişimi14 tamamlar.
Gelecekte, bu yöntem modu-in-eylem kendiliğinden dayak oranı etkiler için gösterilen ilaçların daha fazla anlayış verebilir. Bu ek mekanik bilgi Ca geçişler (Örneğin, genlik veya şekli) Floresan kayıtları bulunması olasıdır. Floresans kayıtları gerçekleştirilmesi durumunda yüksek edinme oranları (Örneğin, 30 Hz), bu parametreleri kolayca oranı yenerek ek olarak ayıklanır ve bu parametreler değişiklikleri bilinen etkileri ile ilişkilendirmek ilginç olabilir klinik olarak kullanılan ilaç.
The authors have nothing to disclose.
Yazarlar hiçbir ilgili kaynaklar var.
FDSS7000 fluorescent plate reader | Hamamatsu Photonics (Massy, France) |
not a catalog item | |
FDSS7000 Fluo-3/Fluo-4/Fluo-8 fluorescence filter kit | Hamamatsu Photonics (Massy, France) |
installed initially in the device |
|
FDSS7000 temperature control | Hamamatsu Photonics (Massy, France) |
A10118-09 | |
FDSS7000 150-W Excitation Light Source Unit | Hamamatsu Photonics (Massy, France) |
C11653-11 | |
FDSS7000 pipet tips for 384-well plates | Hamamatsu Photonics (Massy, France) |
A8687-62 | |
Waveform Analysis Software for Cardiomyocytes | Hamamatsu Photonics (Massy, France) |
U8524-12 | optional alternative to the Igor Pro software |
Igor Pro data analysis software | Wavemetrics (Portland, Oregon, USA) |
Latest version | |
iCell-Cardiomyocytes Kit | Cellular Dynamics International (Madison, WI) | R1106 | includes cells, plating and maintenance media |
Cor.4U Cardiomyocyte Kit | Ncardia Germany (Cologne, Germany) |
Ax-B-HC02-4M | includes cells, plating and maintenance media alternative to the iCell-Cardiomyocytes |
384-well cell culture plates | Greiner-Bio-One (Frickenhausen, Germany) | 781091 | |
384-well compound plates | Greiner-Bio-One (Frickenhausen, Germany) | 781280 | |
FLIPR Calcium 4 Assay Kit | Molecular Devices (Sunnyvale, California) |
R8142 | |
Forskolin | Sigma-Aldrich (Buchs, Switzerland) |
F6886 | |
N6-cyclopentyl-adenosine | Sigma-Aldrich (Buchs, Switzerland) |
C8031 | |
E-4031 | Enzo Life Sciences (Lausen, Switzerland) |
BML-KC158 | |
Penicillin-Streptomycin solution | Gibco/ThermoFisher (Reinach, Switzerland) |
15140-122 | |
Trypan Blue Solution, 0.4% | Gibco/ThermoFisher (Reinach, Switzerland) |
15250061 |