Herzerkrankungen im Modell

Patienteneigene hiPSC-Kardiomyozyten bilden erbliche Herzerkrankungen translational relevanter ab als Tiermodelle — markierungsfrei und in Echtzeit gemessen.


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Literatur

Eine Forscherin im Laborkittel arbeitet an einer Bank mit Laborgeräten

Krankheitsprofile beurteilen

Krankheitsspezifische humane Kardiomyozyten aus iPSC (hiPSC-CM) erlauben es, erblich bedingte Herzerkrankungen physiologisch sinnvoll nachzubilden – und damit besser zu verstehen, wie elektrische und kontraktile Funktion gestört sind.

Anders als Tiermodelle lassen sich patienteneigene hiPSC-CM besser auf den Menschen übertragen und eignen sich gut, um Krankheitsbilder zu charakterisieren und Wirkstoffe zu prüfen. Die Systeme xCELLigence RTCA Cardio and xCELLigence RTCA CardioECR messen die Funktion der Kardiomyozyten als Ganzes. So lassen sich krankhafte Phänotypen des Herzens belastbar beurteilen und mögliche Therapeutika bewerten.

Application Note:
Assessment of hiPSC Cardiomyocyte Disease Models

Funktionsprofil von Kardiomyozyten mit LMNA-Kardiomyopathie und isogener Kontrolle

Kontraktile und elektrische Aktivität von LMNA- und Kontrollzellen (CTRL) wurden zwölf Tage nach dem Aussäen bestimmt, als gleichmäßige und kräftige Signale vorlagen. Angegeben sind Mittelwert ± Standardabweichung (N = 24).

Abkürzungen:

BRa = Schlagfrequenz; Ampb = Schlagamplitude; FPDc = Feldpotenzialdauer, gemessen bei elektrischer Taktung mit 1 Hz.

Statistische Signifikanz: **P < 0.01.

Schlagkurven von Kardiomyozyten mit LMNA-Kardiomyopathie gegen die isogene Kontrolle, die gemittelten Wellenformen, die Feldpotenzialdauer und eine Tabelle mit Schlagfrequenz, Amplitude und FPD

Hürden in der Forschung nehmen und Krankheitsmechanismen aufdecken

Die markierungsfreie Analyse vereinfacht den Ablauf: Zellen aussäen, in Echtzeit beobachten und daran Krankheitsmechanismen ebenso beurteilen wie Wirksamkeit und Toxizität von Wirkstoffen an Kardiomyozyten.

Application Note:
Reifung von Kardiomyozyten mit dem xCELLigence RTCA ePacer

Kardiomyozyten-Arbeitsablauf in drei Schritten: Zellen aussäen und das automatische Stimulationsprotokoll starten, die Reife über den Zusammenhang von Schlagamplitude und Schlagfrequenz beurteilen, danach auslesen über MEA und Kontraktilität, Calcium, High-Content-Bildgebung, Spannungsfarbstoff oder Plattenlesegerät

Literatur

Application Notes

Assessment of Cardiomyocyte Disease Models

A Real-Time Impedance Analysis Instrument for Cardiac Safety and Toxicity Assessment

The xCELLigence RTCA CardioECR System

Functional Maturation of Human-Induced Pluripotent Stem Cell-Derived Cardiomyocytes

Publikationen

  1. Precision Health Resource of Control iPSC Lines for Versatile Multilineage Differentiation. Hildebrandt MR, Reuter MS, Wei W, Tayebi N, Liu J, Sharmin S, Mulder J, Lesperance LS, Brauer PM, Mok RSF, Kinnear C, Piekna A, Romm A, Howe J, Pasceri P, Meng G, Rozycki M, Rodrigues DC, Martinez EC, Szego MJ, Zúñiga-Pflücker JC, Anderson MK, Prescott SA, Rosenblum ND, Kamath BM, Mital S, Scherer SW, Ellis J. Stem Cell Reports. 2019 Dec 10;13(6):1126-1141. (The Hospital for Sick Children, Canada)
  2. Parabolic, Flight-Induced, Acute Hypergravity and Microgravity Effects on the Beating Rate of Human Cardiomyocytes. Acharya A, Brungs S, Lichterfeld Y, Hescheler J, Hemmersbach R, Boeuf H, Sachinidis A. Cells. 2019 Apr 14;8(4). pii: E352. (University of Cologne, Germany)
  3. Human Induced Pluripotent Stem Cell-Derived Cardiomyocytes as Models for Cardiac Channelopathies: A Primer for Non-Electrophysiologists. Priyanka Garg, Vivek Garg, Rajani Shrestha, Michael C. Sanguinetti, Timothy J. Kamp and Joseph C. Wu. Circ Res. 2018 Jul 6;123(2):224-243. (Stanford Cardiovascular Institute, USA)
  4. MLP and CARP are linked to chronic PKCα signalling in dilated cardiomyopathy. Lange S, Gehmlich K, Lun AS, Blondelle J, Hooper C, Dalton ND, Alvarez EA, Zhang X, Bang ML, Abassi YA, Dos Remedios CG, Peterson KL, Chen J, Ehler E. Nat Commun. 2016 Jun 29;7:12120. (University of California, San Diego. USA)
  5. Integrin-linked kinase mediates force transduction in cardiomyocytes by modulating SERCA2a/PLN function. Traister A, Li M, Aafaqi S, Lu M, Arab S, Radisic M, Gross G, Guido F, Sherret J, Verma S, Slorach C, Mertens L, Hui W, Roy A, Delgado-Olguín P, Hannigan G, Maynes JT, Coles JG. Nat Commun. 2014 Sep 11;5:4533. (Hospital for Sick Children, Canada)
  6. Study familial hypertrophic cardiomyopathy using patient-specific induced pluripotent stem cells. Han L, Li Y, Tchao J, Kaplan AD, Lin B, Li Y, Mich-Basso J, Lis A, Hassan N, London B, Bett GC, Tobita K, Rasmusson RL, Yang L. Cardiovasc Res. 2014 Nov 1;104(2):258-69. (University of Pittsburgh School of Medicine, USA)A Real-Time Impedance Analysis Instrument for Cardiac Safety and Toxicity Assessment

Nur für Forschungszwecke. Nicht zur Verwendung in diagnostischen Verfahren.