Caratterizzazione molecolare e cellulare del tessuto cardiaco nello sviluppo postnatale

L'estrapolazione delle terapie farmacologiche e chirurgiche dagli studi sugli adulti (AD) ai pazienti infantili (INF) è problematica perché la conoscenza dell'elettrofisiologia cellulare e della biologia molecolare delle cellule cardiache INF umane è limitata. I ricercatori hanno studiato le differenze di sviluppo nelle cellule ventricolari di coniglio e ora estendono questi studi alle cellule atriali e ventricolari isolate da pazienti AD, giovani adulti (YAD) o INF.

Gli obiettivi dello studio sono i seguenti:

1. Differenze di sviluppo nella corrente transitoria verso l'esterno delle cellule atriali. Gli investigatori estenderanno i loro studi a cellule e tessuti isolati da YAD (età 14-20). Inoltre, nei miociti cardiaci sono state trovate diverse altre subunità beta accessorie che possono interagire con i canali Kv e regolare la funzione di questi canali. Il team di studio determinerà le quantità relative di questi presunti regolatori dell'Ito atriale umano per determinare quali correlano con i cambiamenti dello sviluppo nella cinetica di Ito.
2. Differenze di sviluppo nell'ampiezza e nella regolazione della corrente di calcio nelle cellule atriali. I ricercatori ipotizzano che le cellule atriali INF abbiano un'inibizione tonica dell'adenilato ciclasi (e quindi dell'ICa) mediata dalle proteine ​​G inibitorie, possibilmente correlata all'attività costitutiva del recettore dell'adenosina A1, e che, rispetto alle cellule AD o YAD, abbiano una maggiore sensibilità agli inibitori delle fosfatasi e delle fosfodiesterasi e che i cambiamenti dello sviluppo nell'ampiezza dell'ICa basale e nella modulazione beta-simpatica correlano con i livelli di proteina G inibitoria, i numeri dei recettori per i recettori M2 e A1 e l'attività inibitoria costitutiva.
3. Modulazione dei transitori di calcio delle cellule atriali in base ai cambiamenti nella forma d'onda AP e nell'età dello sviluppo. Il team di studio verificherà l'ipotesi che il prolungamento della fase di ripolarizzazione precoce del potenziale successivo (AP) aumenti l'ingresso di Ca2+ e che le cellule YAD abbiano una rimozione più rapida di Ca2+ dal citoplasma rispetto alle cellule INF e determinerà se la corrente di scambio Na-Ca2+ (INCX ) è maggiore nelle celle INF rispetto a AD o YAD.
4. Differenze di sviluppo nella corrente e nei transitori di Ca e contrattilità nelle cellule ventricolari. I ricercatori propongono che le cellule e il tessuto INF abbiano un ICa basale inferiore, una potenza inferiore per la stimolazione dell'isoproterenolo, livelli più elevati di recettori Gialpha3 e A1, una maggiore potenza inibitoria per l'adenosina e un'inibizione tonica dell'ICa. Proponiamo inoltre che le cellule YAD abbiano livelli più bassi di NCX e INCX più bassi, livelli più alti di SERCA e rimozione più rapida di Ca2+ dal citoplasma. Precedenti studi sugli animali hanno indicato vari cambiamenti dello sviluppo nelle cellule cardiache. Studieremo in modo specifico i cambiamenti dello sviluppo postnatale nell'uomo di Ito, la regolazione dell'ICa ei transitori intracellulari di Ca2+.
5. Maturazione strutturale, funzionale e metabolica delle hPSC-CM. I ricercatori propongono che le combinazioni di sfere cardiache 3D con molteplici segnali ambientali per migliorare il percorso di ossidazione degli acidi grassi mitocondriali (FAO o beta-ossidazione) promuoveranno la maturazione funzionale e metabolica delle hPSC-CM e genereranno un modello clinicamente più rilevante. utilizzando l'ingegneria tissutale combinata con agenti farmacologici per regolare i segnali coinvolti nel metabolismo della FAO e il fattore di crescita appropriato e la segnalazione ormonale che imita il microambiente per la maturazione dei CM.