Reifung von Kardiomyozyten

hiPSC-Kardiomyozyten gleichen neonatalen Zellen. Langzeit-Pacing im xCELLigence CardioECR führt sie zu adultähnlicher Genexpression, Kontraktilität und Elektrophysiologie.


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Überblick

Hoher Durchsatz

Literatur

Funktionelle Reifung von hiPSC-Kardiomyozyten

Kardiomyozyten aus hiPSC ähneln neonatalen Zellen sehr stark. Das begrenzt ihre Aussagekraft für Arzneimittelsicherheit, Toxikologie und Krankheitsmodelle. Langfristige elektrische Taktung hebt diese Grenze auf und treibt die funktionelle Reifung gleichmäßig und in großem Maßstab voran.

Mit dem xCELLigence CardioECR System werden hiPSC-CM über planare Impedanzelektroden zuverlässig getaktet. Gen- und Proteinexpression verbessern sich, die Kontraktilität nimmt zu und die Elektrophysiologie nähert sich der adulter Zellen. Das Ergebnis ist ein aussagekräftigeres kardiales In-vitro-Modell für Arzneimittelsicherheit, Wirkstoffsuche und Krankheitsforschung.

Application Note:
Functional analysis of cardiac safety and toxicity assessment

Eine Probe wird in eine E-Plate im xCELLigence-Gerät pipettiert

Bessere Reifung durch langfristige elektrische Taktung.

Physiologisch bedeutsamere Antworten.

Einfache Einbindung in Abläufe mit hohem Durchsatz.

Kompatibel mit MEA-, Kontraktilitäts-, Calcium-, HCS- und Spannungsfarbstoff-Assays sowie mit Plattenlesegeräten.

Bessere Genexpression durch elektrische Taktung

Die Expression wichtiger Reifungsmarker wurde in ungetakteten (CTRL) und getakteten Kardiomyozyten mit RT-PCR bestimmt. Das humane fetale Herz (FH) und der adulte linke Ventrikel (ALV) dienten als Vergleichsmaßstab mit bekanntem Reifegrad. Die RNA-Menge wurde auf die Expression von GAPDH normiert. Die Genexpression ist als Vielfaches gegenüber dem humanen fetalen Herzen angegeben. Angegeben sind Mittelwert ± Standardabweichung, N=4. (* P < 0,05).

Verbesserte Genexpression in hiPSC-abgeleiteten Kardiomyozyten nach elektrischer Stimulation, im Vergleich zur unstimulierten Kontrolle

Bessere Proteinexpression durch elektrische Taktung

Die Proteinmenge von sarkomerischem α-Aktinin, schwerer Myosinkette, cTNT, SERCA2a und PLN wurde in getakteten und ungetakteten Zellen im Western Blot bestimmt, über das Verhältnis zu GAPDH quantifiziert und auf die ungetakteten Kardiomyozyten normiert. Angegeben sind Mittelwert ± Standardabweichung, N=4. (* P < 0,05)

Western Blots und Protein-zu-GAPDH-Verhältnisse für alpha-Actinin, schwere Myosinkette, cTNT, SERCA2 und Phospholamban, Kontrolle gegen elektrisch stimuliert
Veränderung von Schlagamplitude und Schlagfrequenz unter Isoproterenol, Kontrolle gegen elektrisch stimuliert, mit der Wellenform vor und nach Substanzgabe

Bessere kontraktile Antwort durch elektrische Taktung

CTRL- und getaktete Kardiomyozyten wurden mit Isoproterenol (ISO; 10, 100, 1000 nM) behandelt. Die prozentuale Änderung von Schlagamplitude (a) und Schlagfrequenz (b), normiert auf zeitgleiche DMSO-Kontrollen, wurde 30 Minuten nach der Behandlung gemessen (CTRL: blau; getaktet: orange; Mittelwert ± Standardabweichung, N = 3).

Impedanzkurven (IMP) wurden vor und nach der Substanzgabe aufgezeichnet und über Abschnitte von 30 Sekunden gemittelt (c). Dargestellt sind beispielhafte gemittelte Kurven vor (schwarz) und nach der ISO-Behandlung in getakteten Zellen (orange) (d).

Kardiomyozyten aus humanen iPSC

Humane iPSC-CM zeigen von Natur aus eine negative Beziehung zwischen Impedanzamplitude und Frequenz; nach elektrischer Taktung kehrt sich diese um.

Negativer Zusammenhang zwischen Impedanzamplitude und Schlagfrequenz in humanen iPSC-abgeleiteten Kardiomyozyten

Ein einfacher, vielseitiger Ablauf mit hohem Durchsatz

Der xCELLigence RTCA ePacer ist anpassungsfähig und lässt sich leicht in Ihren bestehenden Assay-Ablauf einbinden. Das Sichtfeld der E-Plate Cardio View 96 erlaubt den Einsatz weiterer optischer Assays. Der ePacer ist darauf ausgelegt, funktionell reife Kardiomyozyten hervorzubringen, und fügt sich in Abläufe wie Mehrelektroden-Array-Messungen (MEA), Kontraktilitätsassays, die Analyse von Calciumtransienten, High-Content-Screening (HCS), Assays mit spannungsempfindlichen Farbstoffen und plattenbasierte Lesegeräte ein.

Application Note:Cardiomyocyte Maturation Using the xCELLigence RTCA ePacer

Arbeitsablauf des Kardiomyozyten-Assays vom Aussäen der Zellen bis zum Auslesen

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

The Agilent xCELLigence RTCA CardioECR System

Assessment of Cardiomyocyte Disease Models Using the Agilent xCELLigence CardioECR

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

Nur für Forschungszwecke. Nicht zur Verwendung in diagnostischen Verfahren.