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Aug 18, 2023

Elektro

Nature Biomedical Engineering (2023)Diesen Artikel zitieren 1497 Zugriffe auf 111 altmetrische Metrikdetails Das Studium der Herzphysiologie wird durch physiologische Unterschiede zwischen Menschen und Menschen behindert

Nature Biomedical Engineering (2023)Diesen Artikel zitieren

1497 Zugriffe

111 Altmetrisch

Details zu den Metriken

Das Studium der Herzphysiologie wird durch physiologische Unterschiede zwischen Menschen und Kleintiermodellen behindert. Hier berichten wir über die Erzeugung von mehrkammerigen, selbstgesteuerten, vaskularisierten menschlichen Herzorganoiden, die unter anisotropem Stress gebildet werden, und über ihre Anwendbarkeit auf die Untersuchung von Herzrhythmusstörungen. In die Herzorganoide eingebettete Sensoren ermöglichten die gleichzeitige Messung der Sauerstoffaufnahme, der extrazellulären Feldpotentiale und der Herzkontraktion mit Auflösungen von mehr als 10 Hz. Dieses mikrophysiologische System zeigte 1-Hz-Herzatmungszyklen, die eher an die elektrische als an die mechanische Aktivität von Kardiomyozyten gekoppelt sind. Diese elektro-mitochondriale Kopplung wurde durch mitochondriale Kalziumschwingungen angetrieben, die die Atmungszyklen antreiben. Eine pharmazeutische oder genetische Hemmung dieser Kopplung führt zu arrhythmogenem Verhalten. Wir zeigen, dass das Chemotherapeutikum Mitoxantron durch Störung dieses Signalwegs Arrhythmien induziert, ein Prozess, der durch die gleichzeitige Gabe von Metformin teilweise umgekehrt werden kann. Unsere mikrophysiologischen Herzsysteme können die Untersuchung der mitochondrialen Dynamik von Herzrhythmen weiter erleichtern und unser Verständnis der menschlichen Herzphysiologie verbessern.

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Sequenzierungsdaten sind bei NCBI GEO unter der Zugangsnummer GSE234907 verfügbar. Daten zu den Zahlen werden in diesem Dokument bereitgestellt. Alle Daten, die die Ergebnisse dieser Studie stützen, sind im Papier und seinen Zusatzinformationen verfügbar. Quelldaten werden mit diesem Dokument bereitgestellt.

Die benutzerdefinierte Analysesoftware ist unter https://github.com/mohammadghosheh95/Heart-on-a-Chip verfügbar.

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Die Finanzierung erfolgte durch den European Research Council Consolidator Grant OCLD (Projekt-Nr. 681870) und großzügige Spenden der Nikoh Foundation und der Sam and Rina Frankel Foundation. MG wurde durch ein Graduiertenstipendium der Neubauer Foundation unterstützt. Wir danken O. Leitersdorf, Y. Kroiz, J. Gotlib, D. Viner, I. Shweky, H. Naimi, BA Berke, M. Ehrlich und S. Regenbaum. Abbildung 8a wurde mit BioRender.com erstellt.

Alexander Grass Center for Bioengineering, Hebräische Universität Jerusalem, Jerusalem, Israel

Mohammad Ghosheh, Avner Ehrlich, Constantine Ioannidis, Muneef Ayyash, Merav Cohen und Yaakov Nahmias

Die Rachel and Selim Benin School of Computer Science and Engineering, die Hebräische Universität Jerusalem, Jerusalem, Israel

Mohammad Ghosheh, Avner Ehrlich, Constantine Ioannidis, Muneef Ayyash, Merav Cohen und Yaakov Nahmias

Tissue Dynamics, LTD, Jerusalem, Israel

Avner Ehrlich, Konstantinos Ioannidis und Yaakov Nahmias

Sohnis Forschungslabor für kardiale Elektrophysiologie und regenerative Medizin, Rappaport-Fakultät für Medizin und Forschungsinstitut, Technion – Israel Institute of Technology, Haifa, Israel

Idit Goldfracht & Lior Gepstein

Abteilung für Zell- und Entwicklungsbiologie, Hebräische Universität Jerusalem, Jerusalem, Israel

Merav Cohen und Yaakov Nahmias

Abteilung für biologische Chemie, Institut für Chemie, Hebräische Universität Jerusalem, Jerusalem, Israel

Amit Fischer

Abteilung für Allgemeine Chirurgie, Hadassah Hebrew University Medical Center, Jerusalem, Israel

Yoav Mintz

Medizinische Fakultät, Hebräische Universität Jerusalem, Jerusalem, Israel

Yoav Mintz

Abteilung für Kardiologie, Rambam Health Care Campus, Haifa, Israel

Lior Gepstein

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MG, AE und YN haben die Hypothese aufgestellt. MG, AE, MA, LG und YN haben das Experiment entworfen. MG, AE, MA, KI, MC, AF und YN führten die Experimente durch. YM stellte das Schweineherz zur Verfügung und präparierte das Ex-vivo-Herzgewebe. MG und AE analysierten die Ergebnisse. MG, AE und YM haben das Manuskript geschrieben. MG, AE und IG haben das System gebaut. MC, LG und YN betreuten das Projekt. Alle Autoren lesen das Manuskript und sind mit dessen Inhalt einverstanden.

Korrespondenz mit Yaakov Nahmias.

YN und AE sind Mitarbeiter von Tissue Dynamics. MG, AE und YN haben über die Hebrew University eine Patentanmeldung eingereicht (US202163242091P; 2019, Israel). Die anderen Autoren erklären keine konkurrierenden Interessen.

Nature Biomedical Engineering dankt Alessandro Prigione und den anderen, anonymen Gutachtern für ihren Beitrag zum Peer-Review dieser Arbeit.

Anmerkung des Herausgebers Springer Nature bleibt hinsichtlich der Zuständigkeitsansprüche in veröffentlichten Karten und institutionellen Zugehörigkeiten neutral.

a: Repräsentative konfokale Zeitraffersequenzbilder, die die Bildung von Gefäßnetzwerken in Herzorganoiden zeigen, die aus UN-1-, ACS-1021- und ACS-1028-hiPSC-abgeleiteten Kardiomyozyten gebildet werden. Konfokale Mikroskopie zeigt die Verteilung von GFP-exprimierenden mikrovaskulären Herzendothelzellen (CECs) der Ratte im Organoid. Am 10. Tag sind Gefäßnetzwerke sichtbar, die sich zu einem kapillarähnlichen Netzwerk stabilisieren und nach 25 Tagen im Organoid verteilt sind. UN-1-Herzorganoidbilder wurden aus Abb. 1b entnommen. Maßstabsbalken, 100 μm. b, Relative Genexpression der mikrovaskulären Herzendothelzellen (CECs) der Ratte und isolierter primärer Endothelzellen der Ratte. Die CECs zeigen über mehrere Endothelmarker hinweg Expressionssignaturen, die mit denen isolierter primärer Endothelzellen der Ratte vergleichbar sind. Anti-Phospho-Nuclear Receptor (NR4A1), Cadherin 5 (CDH5), Von Willebrand-Faktor (VWF) und Tyrosinkinase mit Immunglobulin-ähnlichen und EGF-ähnlichen Domänen 1 (TIE1) werden in ähnlicher Weise unter den verwendeten CECs und isolierten primären Ratten exprimiert Endothelzellen.

Quelldaten

a, Hauptkomponentenanalyse (PCA) von 513 Genen, die unterschiedlich zwischen hiPS-abgeleiteten Kardiomyozyten und vaskularisierten Herzorganoiden exprimiert werden (Methoden). Herzorganoide häufen sich mit adulten, aber nicht mit fetalen Kardiomyozyten. b, Hauptkomponentenanalyse (PCA) von 513 Genen, die unterschiedlich zwischen hiPS-abgeleiteten Kardiomyozyten und vaskularisierten Herzorganoiden exprimiert werden (Methoden), getrennt in PC-Komponenten. Der PC1-Gensatz ist für Angiogenese und Zelladhäsion angereichert, wodurch die nicht schlagende AC16-Zelllinie, die Negativkontrolle, mit dem reifen Herzgewebe geclustert wird. Dies deutet eindeutig darauf hin, dass PC1 für die vergleichende Analyse weniger relevant ist. c, Visuelle Kontraktionsanalyse von UN-1-vaskularisierten Herzorganoiden, die mit DMSO (Kontrolle), 10 µM Amiodaron oder 100 µM Adrenalin (Ergänzung. Video 3) behandelt wurden, normalisiert auf das höchste und niedrigste Signal, das während der gesamten Messdauer (30 Sekunden) aufgezeichnet wurde ; Methoden). Die Analyse zeigt, dass unbehandelte Organoide einen homogenen synchronisierten Spontanschlag von 66 ± 5 Schlägen pro Minute erreichen. Die Stimulation mit 100 µM Adrenalin steigert die Kontraktionsrate auf 88 ± 7 Schläge pro Minute und die relative Kontraktion um 18 % (n = 5, p < 0,001), während die Stimulation mit 10 µM Amiodaron die Rate auf 52 ± 4 Schläge pro Minute und die Kontraktion um 28 % verringert ( n = 5, p < 0,001), was zu einer physiologischen Reaktion auf die Medikamente führt. Mittelwert aus 5 biologischen Replikaten; Fehlerbalken, Sem Die Signifikanz wurde mithilfe einer einfaktoriellen ANOVA mit Dunnett-Korrektur bestimmt. Die Diagramme stammen aus Abb. 3d. d, Visuelle Kontraktionsanalyse von UN-1-hiPSC-abgeleiteten Kardiomyozyten (hiPSC-CMs), behandelt mit DMSO (Kontrolle), 10 µM Amiodaron oder 100 µM Adrenalin. Die Analyse zeigt, dass unbehandelte hiPSC-CMs einen homogenen, unsynchronisierten Schlag von 97 ± 4 Schlägen pro Minute erreichen. Die Stimulation mit 100 µM Adrenalin steigert die Kontraktionsrate auf 106 ± 4 Schläge pro Minute und die relative Kontraktion um 18 % (n = 3, p < 0,01), während die Stimulation mit 10 µM Amiodaron die Rate auf 92 ± 3 Schläge pro Minute und die Kontraktion um 28 % verringert ( n = 3, p < 0,01). Mittelwert aus 3 biologischen Replikaten; Fehlerbalken, Sem Die Signifikanz wurde mithilfe einer einfaktoriellen ANOVA mit Dunnett-Korrektur bestimmt. e, Seahorse MitoStress-Assay, verschachtelte Analyse von UN-1-Herzorganoiden, UN-1-hiPSC-abgeleiteten Kardiomyozyten (hiPSC-CMs) und Herzendothelzellen (CECs). CECs zeigen eine Basalatmung von 4,5 % der Basalatmung der Herzorganoide und weniger als 2 % der maximalen Atmung, was darauf hindeutet, dass Veränderungen in der Atmung auf Veränderungen in den Kardiomyozyten zurückzuführen sind (n = 9, p < 0,001). Die Signifikanz wurde mithilfe der einfaktoriellen ANOVA und der Dunnett-Mehrfachvergleichskorrektur bestimmt. Linien stellen unabhängige Experimente dar, Fehlerbalken markieren den Standardfehler des Mittelwerts unter n = 3 biologischen Wiederholungen.

Quelldaten

a, Schema und typische Messungen, die die Vorteile der Verwendung eines 2-PMT-Systems gegenüber einem einzelnen PMT-System darstellen. Die Hinzufügung des zweiten Detektors (cPMT), der das Anregungssignal misst, reduziert das Rauschen und ermöglicht genaue Messungen mit einer Auflösung von weniger als einer Sekunde. Das zweite PMT ermöglicht auch eine emissionsunabhängige Messung der Gewebekontraktion (Methoden). b, Repräsentative Kalibrierungsmessungen des reflektierten Signals, gemessen vom zweiten PMT in verschiedenen Verschiebungen. Die Kurvenanpassung zeigt eine sigmoidale Beziehung zwischen der Emissionsintensität, gemessen durch die Spitze-zu-Spitze-Spannung (VP-P), und der Sensorverschiebung. Die Herzverschiebung wurde anhand der eingebetteten Sauerstoffkügelchen in den Herzorganoiden während einer Kontraktion gemessen, wenn sich die Kügelchen in unterschiedlichen Abständen vom Brennpunkt bewegten. Die sigmoidale Anpassung zeigt eine Korrelation von R-Quadrat: 0,9835 und RMSE unter 4. c, Repräsentative kontinuierliche interstitielle Sauerstoffmessungen in Herzorganoiden, kontinuierlich über 10 Stunden gemessen. Die Messungen zeigen stabile Aufzeichnungen, die weder durch Photobleichung noch durch einen Empfindlichkeitsverlust des Systems bei längeren Messungen beeinträchtigt werden. Sauerstoffgehalt und Schwingung blieben auch nach 10 Stunden Messung unverändert.

Quelldaten

a, Repräsentative simultane Messungen und (b) Fast Fourier Transformation (FFT)-Analyse von Kontraktion, Feldpotential und interstitiellem Sauerstoff während des spontanen Schlagens von Herzorganoiden, die aus UN-1-, ACS-1021- und ACS-1028-hiPSC-abgeleiteten Kardiomyozyten gebildet werden. Die interstitielle Sauerstoffkonzentration zeigt während des Herzzyklus ein oszillierendes Verhalten, was in der FFT-Analyse zu deutlichen Einzelfrequenzspitzen führt, die mit dem mechanischen und elektrischen Verhalten des Herzgewebes korrelieren. UN-1-Herzorganoiddiagramme wurden Abb. 4f – h entnommen. Verschachtelte Analyse der Kontraktions- und Sauerstoffoszillationsfrequenz (c) und (d) Amplitude des Organoids in UN-1-, ACS-1021- und ACS-1028-Herzorganoiden. Behandlung mit 10 μM Myosin-II-Inhibitor Blebbistatin. Blebbistatin hemmt die Kontraktion vaskularisierter Herzorganoide vollständig (n = 3, p < 0,001), beeinflusst jedoch nicht das Feldpotential oder die Sauerstoffoszillation (n = 3, p > 0,05). Die Behandlung mit 25 μM des Nav-Kanal-Inhibitors Tetrodotoxin (TTX) führte zu einem vollständigen Verlust der Feldpotentialerzeugung, der damit verbundenen mechanischen Kontraktion (n = 3, p < 0,001) und einem gleichzeitigen Verlust der Sauerstoffoszillationen (n = 3, p < 0,001). Die Mitte stellt den Mittelwert von 3 biologischen Wiederholungen für jede Zeile dar; Fehlerbalken, Sem Die Signifikanz wurde mithilfe eines zweiseitigen verschachtelten t-Tests bestimmt. e, Repräsentatives Diagramm des interstitiellen Sauerstoffverhaltens in ACS-1021-Herzorganoiden nach Behandlung mit 25 μM Nav-Kanal-Inhibitor Tetrodotoxin (TTX). Nach 7-minütiger TTX-Exposition kommt es zu einem vollständigen Verlust der Feldpotentialerzeugung, verbunden mit einem Abfall der Sauerstoffoszillationen (n = 3). Die Grafik stammt aus Abb. 4l. Die Mitte stellt den Mittelwert von 3 biologischen Wiederholungen für jede Zeile dar; Fehlerbalken, Sem Die Signifikanz wurde mithilfe eines zweiseitigen verschachtelten t-Tests bestimmt.

Quelldaten

Verschachtelte Analyse der Kontraktion und Sauerstoffoszillation des Organoids (a) Frequenz und (b) Amplitude während längerer Stimulation durch 100 µM Adrenalin in UN-1-, ACS-1021- und ACS-1028-Herzorganoiden. Die Analyse zeigt, dass die Adrenalin-Exposition die Frequenz der Herzkontraktion und der Sauerstoffoszillationen (n = 3, p < 0,001) sowie die Amplitude der Herzkontraktion und der Sauerstoffoszillationsamplituden (n = 3, p < 0,001) signifikant erhöht. c, Analyse des kinetischen Verhaltens der Kontraktionsrate des Organoids bei längerer Stimulation durch 100 µM Adrenalin. Die kinetische Analyse legt nahe, dass die Adrenalinstimulation zu einer sigmoidalen Änderung der Organoidkontraktionsrate führt. Repräsentative Beziehungsdiagramme zwischen (d) Kontraktionsamplitude (Kontraktilität) und Kontraktionsrate und (e) interstitiellem Sauerstoffgehalt und Kontraktionsrate bei längerer Adrenalinstimulation. Die Analyse legt einen Zusammenhang zwischen einer Zunahme der Kontraktilität der Herzorganoide und dem Sauerstoffverbrauch nahe. f, Repräsentative Häufigkeitshistogramme interstitieller Sauerstoffmessungen 0, 15 und 90 Minuten nach der Stimulation mit 100 µM Adrenalin. Die Analyse zeigt, dass ein Anstieg des Sauerstoffverbrauchs mit einem Anstieg der Variabilität des interstitiellen Sauerstoffgehalts korreliert, der mit den gemessenen erhöhten Sauerstoffamplituden korreliert. Eine repräsentative Korrelationsanalyse zwischen (g) Sauerstoffoszillationsfrequenz und Kontraktionsfrequenz und (h) Sauerstoffoszillationsamplitude und Kontraktilität zeigt eine direkte lineare Korrelation zwischen dem Oszillationsverhalten des interstitiellen Sauerstoffs und der Organoidkontraktion. i, Repräsentative Diagramme der Kontraktion des Herzorganoids und des interstitiellen Sauerstoffgehalts 60 Minuten vor der Adrenalinstimulation und 5 Stunden nach der Stimulation mit 100 µM Adrenalin. Der Sauerstoffgehalt kehrt nach 300 Minuten auf den Ausgangswert zurück, was darauf hindeutet, dass keine Hypoxie, keine stimulationsbedingten oder ischämienähnlichen Verletzungen aufgetreten sind. Die Mitte stellt den Mittelwert von 3 biologischen Wiederholungen für jede Zeile dar; Fehlerbalken, Sem Die Signifikanz wurde mithilfe eines zweiseitigen verschachtelten t-Tests bestimmt.

Quelldaten

a, Immunfluoreszenzmikroskopische Aufnahme des mitochondrialen Membranpotentials, gemessen mit Live-Bildgebung des TMRE-Farbstoffs (Ergänzungsvideo 2; Methoden). b, Kinetische Analyse des mitochondrialen Membranpotentials mittels TMRE. Das mitochondriale Membranpotential von hiPSC-abgeleiteten Kardiomyozyten schwankt in der Kontraktionsfrequenz. Das mitochondriale Membranpotential nicht schlagender Zellen schwankte nicht und war insgesamt niedriger. Regenbogen-Heatmaps von (c) dem mittleren Mitochondrienmembranpotential und (d) der Hauptoszillationsfrequenz von (MMP), gemessen mit TMRE-Methoden. Die Heatmaps deuten auf eine Korrelation zwischen Bereichen mit hohem mittlerem Mitochondrienmembranpotential und Oszillationsfrequenz hin. e, Immunfluoreszenzmikroskopische Aufnahme des mitochondrialen Membranpotentials, gemessen mit Live-Bildgebung des JC-1-Farbstoffs (Ergänzung. Video 3; Methoden). f, Kinetische Analyse des mitochondrialen Membranpotentials nach der Aggregation des JC-1-Farbstoffs. Das mitochondriale Membranpotential zeigte deutliche Polarisationsspitzen in kontrahierenden Zellen, während nicht schlagende Zellen nicht oszillierten und insgesamt ein niedrigeres mitochondriales Membranpotential zeigten. Regenbogen-Heatmaps von (g) mittlerem Mitochondrienmembranpotential und (h) Hauptoszillationsfrequenz von (MMP), gemessen mit JC-1 (Methoden). Ähnlich wie das von TMRE gemessene Verhalten deuten JC-1-Heatmaps auf eine Korrelation zwischen Bereichen mit hohem mittlerem Mitochondrienmembranpotential und Oszillationsfrequenz hin. Maßstabsbalken, 25 μm.

Quelldaten

a, Kinetische Messungen von mitochondrialem Kalzium in schlagenden 2D-kultivierten, aus hiPSC stammenden Kardiomyozyten. Nicht zielgerichtete sgRNA hatte keinen Einfluss auf [Ca2+]m und zeigte eine dominante Frequenz von 0,8 Hz, während MCU-Knockout (MCUKO) eine 35–50 %ige Abnahme von [Ca2+]m und der Oszillationsgröße zeigte, während die Oszillationsrate auf 1,3–1,4 Hz anstieg . b: Die konfokale Immunfluoreszenzmikroskopie zeigte eine deutliche Verringerung der MCU-Expression im MCU-Knockout (MCUKO) im Vergleich zur Nicht-Targeting-Kontrolle. Maßstabsbalken, 100 µm. c: Die relative Genexpression des MCU-Gens war in den MCU-Knockout-MCUKO-Herzorganoiden im Vergleich zu den nicht zielgerichteten Herzorganoiden deutlich um 46 % (n = 3, p < 0,001) und 27 % (n = 3, p < 0,1) reduziert Organoide in ACS-1021- bzw. UN-1-Zelllinien. Mittelwert aus 3 biologischen Replikaten; Fehlerbalken, sem d, Interstitieller Sauerstoff zeigte einen Anstieg von 78 % (n = 3, p < 0,001) und 126 % (n = 4, p < 0,001) bei den MCUKO-Herzorganoiden im Vergleich zu den nicht zielgerichteten Organoiden in ACS-1021 bzw. UN-1-Zelllinien. Mittelwert aus 3 biologischen Replikaten; Fehlerbalken, Sem Die Signifikanz wurde mithilfe einer einfaktoriellen ANOVA mit Dunnett-Korrektur bestimmt. UN-1-Herzorganoiddiagramme wurden Abb. 6a entnommen.

Quelldaten

a, Repräsentative kinetische Messungen des interstitiellen Sauerstoffgehalts und Analyse des mittleren Sauerstoffgehalts in inhomogenen MCUKO- oder Non-Targeting-sgRNA-Herzorganoiden. Die Analyse zeigt eine Abnahme der Schwingungsamplitude und eine Zunahme der Schwingungsfrequenz in den MCUKO-Organoiden, verbunden mit einem Anstieg des mittleren Sauerstoffgehalts (n = 3, p < 0,001). Mittelwert aus 3 biologischen Replikaten; Fehlerbalken, Sem Die Signifikanz wurde mithilfe eines zweiseitigen T-Tests bestimmt. Herzorganoiddiagramme wurden aus Abb. 6c entnommen. b, Repräsentative kinetische Messungen des interstitiellen Sauerstoffgehalts und der Analyse des mittleren Sauerstoffgehalts in Herzorganoiden, die mit DMSO (Kontrolle), 10 μM Mitoxantron (Mitoxantron) oder 10 μM Mitoxantron und 100 μM AMP-aktiviertem Proteinkinase (AMPK)-Aktivator Metformin (Mitoxantron) behandelt wurden + Metformin). Die Analyse zeigt eine Abnahme der Schwingungsamplitude und eine Zunahme der Schwingungsfrequenz in den mitoxantronbehandelten Organoiden, verbunden mit einem Anstieg des mittleren Sauerstoffgehalts (n = 3, p < 0,001). Metformin macht diese Veränderungen rückgängig und stellt den mittleren Sauerstoffgehalt auf Werte wieder her, die sich nicht wesentlich von denen der Kontrolle unterscheiden (n = 3, p > 0,05). Herzorganoiddiagramme wurden aus Abb. 6e entnommen. Mittelwert aus 3 biologischen Replikaten; Fehlerbalken, Sem Die Signifikanz wurde mithilfe eines zweiseitigen T-Tests bestimmt. c, Repräsentative kinetische Messungen des interstitiellen Sauerstoffgehalts und Analyse des mittleren Sauerstoffgehalts in Schweineherzgewebe, das DMSO (Kontrolle), 10 μM Blebbistatin, 10 μM Mitoxantron oder 10 μM Mitoxantron und 100 μM Metformin (Mitoxantron + Metformin) ausgesetzt war. Die Analyse zeigt, dass Blebbistatin weder die Schwingungsamplitude noch die Schwingungsfrequenz noch den mittleren Sauerstoffgehalt verändert (n = 3, p > 0,05). Mitoxantron behandelte Organoide zeigen eine Abnahme der Schwingungsamplitude und einen Anstieg der Schwingungsfrequenz, verbunden mit einem Anstieg des mittleren Sauerstoffgehalts (n = 3, p < 0,001). Metformin macht diese Veränderungen teilweise rückgängig und erhöht den mittleren Sauerstoffgehalt um 29 % (n = 3, p < 0,001). Diagramme des Schweineherzgewebes wurden aus Abb. 8d entnommen. Mittelwert aus 3 biologischen Replikaten; Fehlerbalken, Sem Die Signifikanz wurde mithilfe einer einfaktoriellen ANOVA mit Dunnett-Mehrfachvergleichskorrektur bestimmt.

Quelldaten

Ergänzende Abbildungen.

Repräsentative Zeitraffersequenz von Hellfeldbildern, die vaskularisierte Herzorganoide während der Organoidbildung zeigen.

Synchron schlagendes Herzorganoid mit eingebetteten Sauerstoffsensoren.

Die Wirkung der pharmazeutischen Stimulation von Adrenalin und Amiodaron auf die Kontraktionsrate und Kontraktilität eines Herzorganoids.

Immunfluoreszierende Live-Bildgebung von mitochondrialen Membranpotentialschwingungen durch TMRE-Färbung in homogen schlagenden, aus hiPSC stammenden Kardiomyozyten.

Schlagen von Herzorganoiden unter Adrenalinstimulation zu verschiedenen Zeitpunkten.

MATLAB-Projektion der Desynchronisation von Herzorganoiden aufgrund der MCU-Hemmung durch KB-R7943.

Schlagende Herzorganoide mit eingebetteten Sauerstoffsensoren auf einem MEA-Chip.

Nicht zielgerichtete CRISPR-Knockout-Kardiomyozyten-Wells zeigen Herzkontraktionen, wohingegen keine der MCU-CRISPR-KO-Wells Herzkontraktionen zeigen.

Zeitraffersequenz von Hellfeld- und Fluoreszenzbildern von Herzorganoiden, die mit dem zellundurchlässigen Dextran-Texas-Rot beladen sind.

Quelldaten und Statistiken.

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Nachdrucke und Genehmigungen

Ghosheh, M., Ehrlich, A., Ioannidis, K. et al. Elektrometabolische Kopplung in mehrkammerigen vaskularisierten menschlichen Herzorganoiden. Nat. Biomed. Eng (2023). https://doi.org/10.1038/s41551-023-01071-9

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Eingegangen: 09. September 2021

Angenommen: 27. Juni 2023

Veröffentlicht: 07. August 2023

DOI: https://doi.org/10.1038/s41551-023-01071-9

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