Caracterização Molecular e Celular do Tecido Cardíaco no Desenvolvimento Pós-Natal

A extrapolação de terapias farmacológicas e cirúrgicas de estudos de adultos (AD) para pacientes infantis (INF) é problemática porque o conhecimento da eletrofisiologia celular e da biologia molecular das células cardíacas INF humanas é limitado. Os pesquisadores estudaram as diferenças de desenvolvimento em células ventriculares de coelhos e agora estendem esses estudos para células atriais e ventriculares isoladas de pacientes com DA, adultos jovens (YAD) ou INF.

Os objetivos do estudo são os seguintes:

1. Diferenças de desenvolvimento na corrente de saída transitória das células atriais. Os investigadores irão estender seus estudos para células e tecidos isolados de YADs (14-20 anos). Além disso, várias outras subunidades beta acessórias foram encontradas em miócitos cardíacos e podem interagir com os canais Kv e regular a função desses canais. A equipe de estudo determinará as quantidades relativas desses reguladores putativos do Ito atrial humano para determinar quais se correlacionam com as mudanças de desenvolvimento na cinética do Ito.
2. Diferenças de desenvolvimento na amplitude e regulação da corrente de cálcio nas células atriais. Os investigadores levantam a hipótese de que as células atriais INF têm inibição tônica de adenilil ciclase (e, portanto, de ICa) mediada por proteínas G inibitórias, possivelmente relacionadas à atividade constitutiva do receptor A1 de adenosina e que, em comparação com células AD ou YAD, têm maior sensibilidade a inibidores de fosfatases e fosfodiesterases, e que as mudanças de desenvolvimento na amplitude ICa basal e modulação beta-simpática se correlacionam com os níveis de proteína G inibitória, números de receptores para receptores M2 e A1 e atividade inibitória constitutiva.
3. Modulação dos transientes de cálcio das células atriais por alterações na forma de onda AP e idade de desenvolvimento. A equipe do estudo testará a hipótese de que o prolongamento da fase de repolarização precoce do potencial after (AP) aumenta a entrada de Ca2+ e que as células YAD têm remoção mais rápida de Ca2+ do citoplasma do que as células INF e determinará se a corrente de troca Na-Ca2+ (INCX ) é maior em células INF vs. AD ou YAD.
4. Diferenças de desenvolvimento na corrente e transientes de Ca e contratilidade em células ventriculares. Os investigadores propõem que as células e tecidos INF têm menor ICa basal, menor potência para estimulação com isoproterenol, níveis mais altos de receptores Gialpha3 e A1, maior potência inibitória para adenosina e inibição tônica de ICa. Também propomos que as células YAD apresentam níveis mais baixos de NCX e INCX mais baixos, níveis mais altos de SERCA e remoção mais rápida de Ca2+ do citoplasma. Estudos anteriores em animais indicaram várias alterações de desenvolvimento nas células cardíacas. Estudaremos especificamente as alterações do desenvolvimento humano pós-natal em Ito, regulação de ICa e transientes de Ca2+ intracelular.
5. Maturação Estrutural, Funcional e Metabólica de hPSC-CMs. Os investigadores propõem que as combinações de esferas cardíacas 3D com várias pistas ambientais para melhorar a via de oxidação de ácidos graxos mitocondriais (FAO ou beta-oxidação) promoverão a maturação funcional e metabólica de hPSC-CMs e gerarão um modelo clinicamente mais relevante. usando engenharia de tecidos combinada com agentes farmacológicos para regular sinais que estão envolvidos no metabolismo da FAO e fator de crescimento apropriado e sinalização hormonal que mimetizam o microambiente para a maturação dos CMs.