Molekulární a buněčná charakterizace srdeční tkáně v postnatálním vývoji

Extrapolace farmakologických a chirurgických terapií ze studií dospělých (AD) na kojenecké (INF) pacienty je problematická, protože znalosti buněčné elektrofyziologie a molekulární biologie lidských srdečních buněk INF jsou omezené. Výzkumníci studovali vývojové rozdíly u králičích komorových buněk a nyní tyto studie rozšiřují na síňové a ventrikulární buňky izolované z AD, mladých dospělých (YAD) nebo INF pacientů.

Cíle studia jsou následující:

1. Vývojové rozdíly v přechodném zevním proudu síňových buněk. Výzkumníci rozšíří své studie na izolované buňky a tkáně z YAD (věk 14-20). Kromě toho bylo v srdečních myocytech nalezeno několik dalších doplňkových beta-podjednotek, které mohou interagovat s Kv kanály a regulovat funkci těchto kanálů. Studijní tým určí relativní množství těchto domnělých regulátorů lidského síňového Ito, aby určil, které korelují s vývojovými změnami v kinetice Ito.
2. Vývojové rozdíly v amplitudě a regulaci kalciového proudu v buňkách síní. Výzkumníci předpokládají, že síňové buňky INF mají tonickou inhibici adenylylcyklázy (a tím i ICa) zprostředkovanou inhibičními G proteiny, pravděpodobně související s konstitutivní aktivitou receptoru adenosinu A1, a že ve srovnání s buňkami AD nebo YAD mají vyšší citlivost na inhibitory fosfatáz a fosfodiesteráz a že vývojové změny v bazální amplitudě ICa a modulaci beta-sympatiku korelují s inhibičními hladinami G proteinu, počtem receptorů pro M2 a A1 receptory a konstitutivní inhibiční aktivitou.
3. Modulace kalciových přechodů síňových buněk změnami tvaru vlny AP a vývojovým věkem. Studijní tým bude testovat hypotézu, že prodloužení časné repolarizační fáze následného potenciálu (AP) zvyšuje vstup Ca2+ a že buňky YAD mají rychlejší odstranění Ca2+ z cytoplazmy než buňky INF a určí, zda výměnný proud Na- Ca2+ (INCX ) je větší u buněk INF oproti buňkám AD nebo YAD.
4. Vývojové rozdíly v Ca proudu a transientech a kontraktilitě v komorových buňkách. Výzkumníci navrhují, že INF buňky a tkáň mají nižší bazální ICa, nižší účinnost pro stimulaci isoproterenolem, vyšší hladiny receptorů Gialpha3 a A1, vyšší inhibiční účinnost pro adenosin a tonickou inhibici ICa. Také navrhujeme, aby buňky YAD měly nižší hladiny NCX a nižší INCX, vyšší hladiny SERCA a rychlejší odstraňování Ca2+ z cytoplazmy. Předchozí studie na zvířatech ukázaly různé vývojové změny v srdečních buňkách. Budeme specificky studovat postnatální vývojové změny člověka v Ito, regulaci ICa a intracelulárních přechodů Ca2+.
5. Strukturální, funkční a metabolické zrání hPSC-CM. Výzkumníci navrhují, že kombinace 3D srdečních sfér s více environmentálními podněty ke zlepšení dráhy oxidace mitochondriálních mastných kyselin (FAO nebo beta-oxidace) podpoří funkční a metabolické zrání hPSC-CM a vytvoří klinicky relevantnější model. pomocí tkáňového inženýrství v kombinaci s farmakologickými činidly k regulaci signálů, které se podílejí na metabolismu FAO a vhodného růstového faktoru a hormonální signalizace, které napodobují mikroprostředí pro zrání KM.