Moleculaire en cellulaire karakterisering van hartweefsel in postnatale ontwikkeling

Het extrapoleren van farmacologische en chirurgische therapieën van studies bij volwassenen (AD) naar zuigelingen (INF) is problematisch omdat de kennis van cellulaire elektrofysiologie en moleculaire biologie van menselijke INF-hartcellen beperkt is. De onderzoekers hebben ontwikkelingsverschillen bestudeerd in ventriculaire cellen van konijnen en breiden deze studies nu uit naar atriale en ventriculaire cellen geïsoleerd uit AD-, jongvolwassen (YAD) of INF-patiënten.

De studiedoelen zijn als volgt:

1. Ontwikkelingsverschillen in voorbijgaande uitgaande stroom van atriale cellen. Onderzoekers zullen hun studies uitbreiden naar geïsoleerde cellen en weefsels van YAD's (leeftijd 14-20). Bovendien zijn er verschillende andere aanvullende bèta-subeenheden gevonden in cardiale myocyten die mogelijk een interactie aangaan met Kv-kanalen en de functie van deze kanalen reguleren. Het onderzoeksteam zal de relatieve hoeveelheden van deze vermeende regulatoren van menselijke atriale Ito bepalen om te bepalen welke correleren met ontwikkelingsveranderingen in Ito-kinetiek.
2. Ontwikkelingsverschillen in amplitude en regulatie van calciumstroom in atriale cellen. Onderzoekers veronderstellen dat INF-atriale cellen tonische remming van adenylylcyclase (en dus van ICa) hebben, gemedieerd door remmende G-eiwitten, mogelijk gerelateerd aan constitutieve activiteit van de adenosine A1-receptor, en dat ze, vergeleken met AD- of YAD-cellen, een grotere gevoeligheid hebben voor remmers. van fosfatasen en fosfodiësterasen, en dat ontwikkelingsveranderingen in basale ICa-amplitude en bèta-sympathische modulatie correleren met remmende G-eiwitniveaus, receptoraantallen voor M2- en A1-receptoren en constitutieve remmende activiteit.
3. Modulatie van atriale celcalciumtransiënten door veranderingen in AP-golfvorm en ontwikkelingsleeftijd. Het onderzoeksteam zal de hypothese testen dat verlenging van de vroege repolarisatiefase van de napotentiaal (AP) de Ca2+-invoer verhoogt en dat YAD-cellen sneller Ca2+ uit het cytoplasma verwijderen dan INF-cellen en zal bepalen of de Na-Ca2+-uitwisselingsstroom (INCX ) is groter in INF versus AD- of YAD-cellen.
4. Ontwikkelingsverschillen in Ca stroom en transiënten en contractiliteit in ventriculaire cellen. Onderzoekers stellen voor dat INF-cellen en -weefsel een lagere basale ICa hebben, een lagere potentie voor isoproterenolstimulatie, hogere niveaus van Gialpha3- en A1-receptoren, een grotere remmende potentie voor adenosine en tonische remming van ICa. We stellen ook voor dat de YAD-cellen lagere niveaus van NCX en lagere INCX, hogere niveaus van SERCA en snellere verwijdering van Ca2+ uit het cytoplasma hebben. Eerdere dierstudies hebben verschillende ontwikkelingsveranderingen in hartcellen aangetoond. We zullen specifiek menselijke postnatale ontwikkelingsveranderingen in Ito, regulatie van ICa en intracellulaire Ca2+ transiënten bestuderen.
5. Structurele, functionele en metabole rijping van hPSC-CM's. Onderzoekers stellen voor dat combinaties van 3D-hartbollen met meerdere omgevingsfactoren om de mitochondriale vetzuuroxidatieroute (FAO of bèta-oxidatie) te verbeteren, de functionele en metabole rijping van hPSC-CM's zullen bevorderen en een meer klinisch relevant model zullen genereren. het gebruik van weefselmanipulatie in combinatie met farmacologische middelen om signalen te reguleren die betrokken zijn bij het FAO-metabolisme en geschikte groeifactor en hormonale signalering die de micro-omgeving nabootsen voor de rijping van CM's.