Caracterización molecular y celular del tejido cardíaco en el desarrollo posnatal

La extrapolación de terapias farmacológicas y quirúrgicas de estudios de adultos (AD) a pacientes infantiles (INF) es problemática porque el conocimiento de la electrofisiología celular y la biología molecular de las células cardíacas INF humanas es limitado. Los investigadores han estudiado las diferencias de desarrollo en las células ventriculares de conejo y ahora amplían estos estudios a las células auriculares y ventriculares aisladas de pacientes con AD, adultos jóvenes (YAD) o INF.

Los objetivos del estudio son los siguientes:

1. Diferencias de desarrollo en la corriente de salida transitoria de las células auriculares. Los investigadores ampliarán sus estudios a células y tejidos aislados de YAD (de 14 a 20 años). Además, se han encontrado varias otras subunidades beta accesorias en los miocitos cardíacos y pueden interactuar con los canales Kv y regular la función de estos canales. El equipo de estudio determinará las cantidades relativas de estos supuestos reguladores de Ito auricular humano para determinar cuáles se correlacionan con los cambios de desarrollo en la cinética de Ito.
2. Diferencias de desarrollo en amplitud y regulación de la corriente de calcio en las células auriculares. Los investigadores plantean la hipótesis de que las células auriculares INF tienen una inhibición tónica de la adenilil ciclasa (y, por lo tanto, de ICa) mediada por proteínas G inhibidoras, posiblemente relacionadas con la actividad constitutiva del receptor de adenosina A1, y que, en comparación con las células AD o YAD, tienen una mayor sensibilidad a los inhibidores. de fosfatasas y fosfodiesterasas, y que los cambios de desarrollo en la amplitud de ICa basal y la modulación simpática beta se correlacionan con los niveles de proteína G inhibitoria, el número de receptores para los receptores M2 y A1 y la actividad inhibitoria constitutiva.
3. Modulación de los transitorios de calcio de las células auriculares por cambios en la forma de onda AP y la edad de desarrollo. El equipo de estudio probará la hipótesis de que la prolongación de la fase de repolarización temprana del potencial posterior (AP) aumenta la entrada de Ca2+ y que las células YAD tienen una eliminación más rápida de Ca2+ del citoplasma que las células INF y determinará si la corriente de intercambio Na-Ca2+ (INCX ) es mayor en células INF vs. AD o YAD.
4. Diferencias de desarrollo en la corriente de Ca y los transitorios y la contractilidad en las células ventriculares. Los investigadores proponen que las células y el tejido INF tienen un ICa basal más bajo, una potencia más baja para la estimulación con isoproterenol, niveles más altos de receptores Gialpha3 y A1, una potencia inhibitoria mayor para la adenosina y una inhibición tónica de ICa. También proponemos que las células YAD tienen niveles más bajos de NCX y de INCX, niveles más altos de SERCA y una eliminación más rápida de Ca2+ del citoplasma. Estudios previos en animales han indicado varios cambios en el desarrollo de las células cardíacas. Estudiaremos específicamente los cambios en el desarrollo posnatal humano en Ito, la regulación de ICa y los transitorios de Ca2+ intracelular.
5. Maduración estructural, funcional y metabólica de hPSC-CMs. Los investigadores proponen que las combinaciones de esferas cardíacas 3D con múltiples señales ambientales para mejorar la vía de oxidación de ácidos grasos mitocondriales (FAO o beta-oxidación) promoverán la maduración funcional y metabólica de hPSC-CM y generarán un modelo clínicamente más relevante. el uso de ingeniería de tejidos combinada con agentes farmacológicos para regular las señales que están involucradas en el metabolismo de la FAO y el factor de crecimiento apropiado y la señalización hormonal que imitan el microambiente para la maduración de los CM.