Generación de murino cardíaca marcapasos celulares Agregados Basado en ES-Cell-Programación en combinación con MYH6-promotor-Selección

El término "síndrome del seno enfermo" resume múltiples enfermedades que conducen al deterioro del sistema de marcapasos cardíaco. Comprende patológica, bradicardia sintomática sinusal, bloqueo sinoauricular, paro sinusal, así como el síndrome de taquicardia-bradicardia. De este modo, un "síndrome del seno enfermo" suele ir acompañada de enfermedades cardíacas generales tales como la cardiopatía isquémica, las miocardiopatías o miocarditis. En la actualidad, los enfoques terapéuticos se basan en la implantación de marcapasos eléctricos. Sin embargo, esto va junto con una serie de riesgos tales como infecciones y fallo de la batería. En general, la incidencia de complicaciones es todavía muy alta en pacientes que han implantaron un marcapasos artificial. Además, a diferencia de la marcapasos endógeno, estos dispositivos no responden a la estimulación hormonal.

Una alternativa de futuro puede depender de la disponibilidad de "marcapasos biológicos" para el que PSC podrían servircomo fuente celular adecuado y que también sería de gran valor para vitro pruebas de drogas en. Sin embargo, un problema importante reside en la aparición muy rara de células nodales de los senos dentro de cuerpos embrioides (EBS) – esto normalmente no excede de ~ 0,5% ^1.

Anteriormente, se demostró que la "programación hacia adelante" hacia los subtipos específicos de los cardiomiocitos es factible a través de la sobreexpresión de factores de transcripción distintos cardiovasculares precoces tales como el factor-mesodermo específica posterior 1 (MesP1) y NK2 de transcripción relacionados, locus 5 (Nkx2.5) ^{2, 3.} Para el tamaño y la función del nódulo sinoauricular (SAN) normal, la T-box factor de transcripción Tbx3 es crucial, que se ha demostrado para iniciar el programa de genes marcapasos y para controlar la diferenciación de la SAN ^4. Si bien esto mejora la apariencia de las células marcapasos funcionales, el contenido todavía no excedió de ~ 40% dentro de toda la población de células cardiomyocytic.

Por lo tanto, una etapa de selección de antibiótico basado MYH6-promotor adicional ⁵ fue introducido por nosotros. Esto conduce en última instancia a los agregados de cardiomiocitos todavía no observados ("cuerpos inducidos sinoauricular;" iSABs ") que exhiben altamente aumento de la frecuencia golpeando (> 400 bpm) in vitro, por primera vez se aproxima a las de un corazón murino y comparable a cultivado in vitro las células ganglionares de los senos aisladas de un corazón murino ^6. Bajo la administración Isoprenalina se logran incluso superando frecuencias de 550 lpm. Notablemente, iSABs consisten en más del 80% de las células ganglionares funcionales como se desprende de un extenso análisis fisiológico ^7. Recientemente, varios enfoques para generar seno células ganglionares mediante la reprogramación directa ^19, superficie marcadores ¹⁴ o el tratamiento farmacológico con pequeñas moléculas ^16,17 fueron descritos. Sin embargo, ninguno de estos métodos dio lugar a una alta pureza de las células marcapasos tal y golpeando a frecuencias cercanas a la murino élarte como se observa en iSABs.

Por otra parte, en un modelo ex vivo de las rebanadas ventriculares ratón adulto cultivadas que han perdido su actividad paliza espontánea, los iSABs son capaces de integrarse en el tejido rebanada, por lo que permanece activa espontáneamente y robustamente paseo por las rebanadas del corazón a las contracciones ^7. Un protocolo detallado para la generación de estos iSABs se describe en este documento.