Molekylær og cellulær karakterisering af hjertevæv i postnatal udvikling

Ekstrapolering af farmakologiske og kirurgiske terapier fra voksne (AD) undersøgelser til spædbørn (INF) patienter er problematisk, fordi viden om cellulær elektrofysiologi og molekylær biologi af humane INF hjerteceller er begrænset. Forskerne har undersøgt udviklingsforskelle i ventrikulære kaninceller og udvider nu disse undersøgelser til atrielle og ventrikulære celler isoleret fra AD, unge voksne (YAD) eller INF-patienter.

Studiets mål er som følger:

1. Udviklingsforskelle i forbigående udadgående strøm af atrielle celler. Efterforskere vil udvide deres undersøgelser til at omfatte isolerede celler og væv fra YAD'er (alder 14-20). Derudover er adskillige andre accessoriske beta-underenheder blevet fundet i hjertemyocytter og kan interagere med Kv-kanaler og regulere funktionen af ​​disse kanaler. Forsøgsholdet vil bestemme relative mængder af disse formodede regulatorer af human atriel Ito for at bestemme, hvilke der korrelerer med udviklingsændringer i Ito-kinetikken.
2. Udviklingsforskelle i amplitude og regulering af calciumstrøm i atrieceller. Efterforskere antager, at INF-atrieceller har tonisk hæmning af adenylylcyclase (og dermed af ICa) medieret af hæmmende G-proteiner, muligvis relateret til konstitutiv aktivitet af adenosin A1-receptoren, og at sammenlignet med AD- eller YAD-celler har større følsomhed over for inhibitorer af phosphataser og phosphodiesteraser, og at udviklingsændringer i basal ICa-amplitude og beta-sympatisk modulering korrelerer med hæmmende G-proteinniveauer, receptortal for M2- og A1-receptorer og konstitutiv inhiberende aktivitet.
3. Modulation af atriecelle-calciumtransienter ved ændringer i AP-bølgeform og udviklingsalder. Forsøgsholdet vil teste hypotesen om, at forlængelse af den tidlige repolariseringsfase af efterpotentialet (AP) øger Ca2+-indtrængen, og at YAD-celler har hurtigere fjernelse af Ca2+ fra cytoplasma end INF-celler og vil afgøre, om Na-Ca2+-udvekslingsstrømmen (INCX) ) er større i INF vs. AD- eller YAD-celler.
4. Udviklingsforskelle i Ca-strøm og transienter og kontraktilitet i ventrikulære celler. Efterforskere foreslår, at INF-celler og -væv har lavere basal ICa, lavere styrke til Isoproterenol-stimulering, højere niveauer af Gialpha3- og A1-receptorer, større hæmmende styrke for adenosin og tonisk hæmning af ICa. Vi foreslår også, at YAD-cellerne har lavere niveauer af NCX og lavere INCX, højere niveauer af SERCA og hurtigere fjernelse af Ca2+ fra cytoplasmaet. Tidligere dyreforsøg har indikeret forskellige udviklingsændringer i hjerteceller. Vi vil specifikt studere humane postnatale udviklingsændringer i Ito, regulering af ICa og intracellulære Ca2+ transienter.
5. Strukturel, funktionel og metabolisk modning af hPSC-CM'er. Efterforskere foreslår, at kombinationer af 3D hjertesfærer med flere miljømæssige signaler for at forbedre mitokondriel fedtsyreoxidationsvej (FAO eller beta-oxidation) vil fremme funktionel og metabolisk modning af hPSC-CM'er og generere en mere klinisk relevant model. ved hjælp af vævsteknologi kombineret med farmakologiske midler til at regulere signaler, der er involveret i FAO-metabolisme og passende vækstfaktor og hormonal signalering, der efterligner mikromiljøet til modning af CM'er.