Editorial Teknik & Rekayasa
Open AccessOA2022
Rekayasa miokardium fungsional manusia yang tebal melalui peregangan statis dan stimulasi listrik
Tambalan otot jantung manusia tiga lapis (>2,1 mm tebal) direkayasa dan dimatangkan menggunakan peregangan statis dan stimulasi listrik, dengan protokol stimulasi 22 V menunjukkan peningkatan terbesar dalam pematangan kardiomiosit.
Danielle Pretorius; Asher M. Kahn-Krell; Wesley C. LaBarge; Xi Lou; Jianyi Zhang· iScience· 2022· DOI 10.1016/j.isci.2022.103824
Masalah inti
Tambalan otot jantung manusia (hCMP) yang berasal dari kardiomiosit turunan sel punca pluripoten terinduksi (iCM) menawarkan platform yang menjanjikan untuk pengujian obat, pemodelan penyakit, dan aplikasi terapeutik karena kemampuannya mereplikasi genetika spesifik pasien. Namun, hCMP konvensional terbatas oleh ketipisannya dan struktur serta fungsi iCM yang imatur dan mirip janin. Penelitian ini mengatasi keterbatasan tersebut dengan menggunakan pendekatan fabrikasi lapis demi lapis (lbl) untuk membangun hCMP tiga lapis yang lebih tebal dan mengevaluasi dampak peregangan statis dan stimulasi listrik terhadap pematangan iCM.
Inovasi
Para peneliti membuat hCMP tiga lapis menggunakan teknik lapis demi lapis, mencapai ketebalan lebih dari 2,1 mm. Tambalan kemudian dikenai salah satu dari empat kondisi selama sepuluh hari: kultur standar (Kontrol), peregangan statis (Stretched), atau peregangan dikombinasikan dengan stimulasi listrik pada 15 V (Stretched+15V) atau 22 V (Stretched+22V). Penilaian mencakup pewarnaan untuk protein kontraktil, kuantifikasi kelimpahan mRNA dan ekspresi protein, serta mikroskop elektron transmisi (TEM) untuk mengevaluasi fitur ultrastruktural seperti garis-Z, sambungan celah, dan panjang sarkomer.
Pendahuluan
Tambalan otot jantung manusia (hCMP) yang berasal dari kardiomiosit turunan sel punca pluripoten terinduksi (iCM) menawarkan platform yang menjanjikan untuk pengujian obat, pemodelan penyakit, dan aplikasi terapeutik karena kemampuannya mereplikasi genetika spesifik pasien. Namun, hCMP konvensional terbatas oleh ketipisannya dan struktur serta fungsi iCM yang imatur dan mirip janin. Penelitian ini mengatasi keterbatasan tersebut dengan menggunakan pendekatan fabrikasi lapis demi lapis (lbl) untuk membangun hCMP tiga lapis yang lebih tebal dan mengevaluasi dampak peregangan statis dan stimulasi listrik terhadap pematangan iCM.
Mengapa penting
Temuan ini menunjukkan bahwa menggabungkan peregangan statis dengan stimulasi listrik, khususnya pada 22 V, secara signifikan meningkatkan pematangan struktural dan fungsional iCM dalam hCMP tiga lapis yang tebal. Peningkatan ekspresi dan penyelarasan protein kontraktil, peningkatan pematangan biomolekuler, dan perkembangan ultrastruktural (garis-Z, sambungan celah, dan sarkomer yang lebih panjang) menunjukkan bahwa pendekatan ini dapat menghasilkan miokardium manusia yang lebih matang dan fungsional. Tambalan yang direkayasa ini berpotensi untuk pengujian obat lanjutan, pemodelan penyakit, dan aplikasi terapeutik, meskipun optimasi lebih lanjut dan penilaian fungsional jangka panjang masih diperlukan.
Siapa yang sebaiknya membaca
Pembaca Research Digest dan praktisi rumpun ini.
Membuka konten member…