بیوسنسورهای مبتنی بر سلول الکترومکانیکی غیر تهاجمی برای بررسی بهتر مدل های سه بعدی قلبی
تاریخ انتشار: شنبه 19 آبان 1397
| امتیاز:
کاردیومیوسیت ها(CM) قرار گرفته روی آرایه میکروالکترودی(MEA) به طور هم زمان با کانتیلور سیستم میکروسکوپ نیروی اتمی(AFM) مورد ارزیابی قرار گرفت. این ترکیب الکتریکی/نانومکانیکی در زمان واقعی نیرو ضربانی کلاستر کاردیومیوسیت ها را ثبت کردند و وقایع الکتریکی را شروع کردند. چنین organ-on-a-chip ابزاری را برای تولید داروها و مدل سازی بیماری های فراهم می کند. سلول های بنیادی پرتوان انسانی شامل رده جنینی تیپ وحشی CCTL14 و رده ناقص برای دیستروفین القایی بازبرنامه ریزی شده از فیبروبلاست های بیمارانی که تحت تاثیر دیستروفی عضلانی دوشن(DMD، از دست رفتن کامل بیان دیستروفین) بود. هر دو به کاردیومیوسیت تمایز یافتند و با پلت فرم AFM/MEA برای تست پاسخ دارویی کاردیومیوسیت های بیمار و ویژگی یابی دیستروفی عضلان دوشن استفاده شد. ارزیابی افتراقی اثرات مشاهده شده برخلاف تنوع پذیری نمونه های زیستی را توضیح داد. تحریک بتا-آدرنرژیک(ایزوپروترنول) و آزمایش های آنتاگونیست(وراپامیل) ویژگی های وابسته به سلول های کرونوتروپیک و یونوتروپیک را نشان داد. برای اولین بار، یک نیروی ضربانی مجزای مربوط به کاردیومیوسیت های دیستروفی عضلانی دوشن روی مدل آزمایشگاهی سه بعدی قلبی اندازه گیری شد.
Biosens Bioelectron. 2018 Oct 16;124-125:129-135. doi: 10.1016/j.bios.2018.10.021. [Epub ahead of print]
Non-invasive electromechanical cell-based biosensors for improved investigation of 3D cardiac models.
Caluori G1, Pribyl J2, Pesl M3, Jelinkova S4, Rotrekl V4, Skladal P5, Raiteri R6.
Abstract
Cardiomyocytes (CM) placed on microelectrode array (MEA) were simultaneously probed with cantilever from atomic force microscope (AFM) system. This electric / nanomechanical combination in real time recorded beating force of the CMs cluster and the triggering electric events. Such "organ-on-a-chip" represents a tool for drug development and disease modeling. The human pluripotent stem cells included the WT embryonic line CCTL14 and the induced dystrophin deficient line reprogrammed from fibroblasts of a patient affected by Duchenne Muscular Dystrophy (DMD, complete loss of dystrophin expression). Both were differentiated to CMs and employed with the AFM/MEA platform for diseased CMs' drug response testing and DMD characterization. The dependence of cardiac parameters on extracellular Ca2+ was studied. The differential evaluation explained the observed effects despite variability of biological samples. The β-adrenergic stimulation (isoproterenol) and antagonist trials (verapamil) addressed ionotropic and chronotropic cell line-dependent features. For the first time, a distinctive beating-force relation for DMD CMs was measured on the 3D cardiac in vitro model.
PMID: 30366257