J 2020

DMD Pluripotent Stem Cell Derived Cardiac Cells Recapitulate in vitro Human Cardiac Pathophysiology

JELÍNKOVÁ, Šárka, Aleksandra VILOTIĆ, Jan PŘIBYL, Franck AIMOND, Anton SALYKIN et. al.

Základní údaje

Originální název

DMD Pluripotent Stem Cell Derived Cardiac Cells Recapitulate in vitro Human Cardiac Pathophysiology

Autoři

JELÍNKOVÁ, Šárka (203 Česká republika, domácí), Aleksandra VILOTIĆ (688 Srbsko, domácí), Jan PŘIBYL (203 Česká republika, domácí), Franck AIMOND (250 Francie), Anton SALYKIN (643 Rusko, domácí), Ivana AĆIMOVIĆ (688 Srbsko, domácí), Martin PEŠL (203 Česká republika), Guido CALUORI (380 Itálie, domácí), Šimon KLIMOVIČ (203 Česká republika, domácí), Tomáš URBAN (203 Česká republika, domácí), Hana DOBROVOLNÁ (203 Česká republika), Vladimír SOŠKA (203 Česká republika), Petr SKLÁDAL (203 Česká republika), Alain LACAMPAGNE (250 Francie), Petr DVOŘÁK (203 Česká republika, domácí), Albano C. MELI (250 Francie) a Vladimír ROTREKL (203 Česká republika, garant, domácí)

Vydání

Frontiers in bioengineering and biotechnology, Laussane, Frontiers Media S.A. 2020, 2296-4185

Další údaje

Jazyk

angličtina

Typ výsledku

Článek v odborném periodiku

Obor

30401 Health-related biotechnology

Stát vydavatele

Švýcarsko

Utajení

není předmětem státního či obchodního tajemství

Odkazy

Impakt faktor

Impact factor: 5.890

Kód RIV

RIV/00216224:14110/20:00116091

Organizační jednotka

Lékařská fakulta

UT WoS

000548398600001

Klíčová slova anglicky

duchenne muscular dystrophy; DMD; human pluripotent stem cells; cardiomyocytes; intracellular calcium; excitation-contraction coupling; adrenergic response; cardiomyocyte death

Příznaky

Mezinárodní význam, Recenzováno
Změněno: 11. 10. 2024 11:25, Ing. Monika Szurmanová, Ph.D.

Anotace

V originále

Duchenne muscular dystrophy (DMD) is a severe genetic disorder characterized by the lack of functional dystrophin. DMD is associated with progressive dilated cardiomyopathy, eventually leading to heart failure as the main cause of death in DMD patients. Although several molecular mechanisms leading to the DMD cardiomyocyte (DMD-CM) death were described, mostly in mouse model, no suitable human CM model was until recently available together with proper clarification of the DMD-CM phenotype and delay in cardiac symptoms manifestation. We obtained several independent dystrophin-deficient human pluripotent stem cell (hPSC) lines from DMD patients and CRISPR/Cas9-generated DMD gene mutation. We differentiated DMD-hPSC into cardiac cells (CC) creating a human DMD-CC disease model. We observed that mutation-carrying cells were less prone to differentiate into CCs. DMD-CCs demonstrated an enhanced cell death rate in time. Furthermore, ion channel expression was altered in terms of potassium (Kir2.1 overexpression) and calcium handling (dihydropyridine receptor overexpression). DMD-CCs exhibited increased time of calcium transient rising compared to aged-matched control, suggesting mishandling of calcium release. We observed mechanical impairment (hypocontractility), bradycardia, increased heart rate variability, and blunted beta-adrenergic response connected with remodeling of beta-adrenergic receptors expression in DMD-CCs. Overall, these results indicated that our DMD-CC models are functionally affected by dystrophin-deficiency associated and recapitulate functional defects and cardiac wasting observed in the disease. It offers an accurate tool to study human cardiomyopathy progression and test therapiesin vitro.

Návaznosti

EF16_013/0001776, projekt VaV
Název: Česká infrastruktura pro integrativní strukturní biologii pro lidské zdraví
LM2018127, projekt VaV
Název: Česká infrastruktura pro integrativní strukturní biologii (Akronym: CIISB)
Investor: Ministerstvo školství, mládeže a tělovýchovy ČR, Czech Infrastructure for Integrative Structural Biology
ROZV/28/LF12/2020, interní kód MU
Název: Analýza arytmogenicity a kardiotoxicity vybraných plicních léčiv na kardiomyocytech diferencovaných z kmenových buněk
Investor: Ministerstvo školství, mládeže a tělovýchovy ČR, Analýza arytmogenicity a kardiotoxicity vybraných plicních léčiv na kardiomyocytech diferencovaných z kmenových buněk, Interní rozvojové projekty
2SGA2744, interní kód MU
Název: CARDIOSTEM (Akronym: CARDIOSTEM)
Investor: Jihomoravský kraj, CARDIOSTEM, Granty pro zahraniční vědce
7AMB13FR011, projekt VaV
Název: Přeprogramování somatických buněk darovaných pacienty s dědičnou Duchennovou svalovou dystrofií do kardiomyocytů - nahlédnutí do molekulární podstaty patologických dějů u dilatační kardiomyopatie nemocných DMD (Akronym: DUCHENSTEM)
Investor: Ministerstvo školství, mládeže a tělovýchovy ČR, Přeprogramování somatických buněk darovaných pacienty s dědičnou Duchennovou svalovou dystrofií do kardiomyocytů - nahlédnutí do molekulární podstaty patologických dějů u dilatační kardiomyopatie nemocných DMD.
90127, velká výzkumná infrastruktura
Název: CIISB II