PEŠL, Martin, Jan PŘIBYL, Šimon KLIMOVIČ, Martin ŠČUREK, Deborah BECKEROVÁ, Kristián BRAT, Petr SKLÁDAL a Vladimír ROTREKL. Cell based AFM biosensing for screening of pulmonary drug related arrhythmic effects. In Nanocon 2020. 2020. vyd. Brno: TANGER Ltd., 2020. s. 1-6. ISSN 2694-930X. doi:10.37904/nanocon.2020.3745.
Další formáty:   BibTeX LaTeX RIS
Základní údaje
Originální název Cell based AFM biosensing for screening of pulmonary drug related arrhythmic effects.
Autoři PEŠL, Martin, Jan PŘIBYL, Šimon KLIMOVIČ, Martin ŠČUREK, Deborah BECKEROVÁ, Kristián BRAT, Petr SKLÁDAL a Vladimír ROTREKL.
Vydání 2020. vyd. Brno, Nanocon 2020, od s. 1-6, 6 s. 2020.
Nakladatel TANGER Ltd.
Další údaje
Originální jazyk angličtina
Typ výsledku Stať ve sborníku
Obor 21001 Nano-materials
Stát vydavatele Česká republika
Utajení není předmětem státního či obchodního tajemství
Forma vydání elektronická verze "online"
WWW URL
ISSN 2694-930X
Doi http://dx.doi.org/10.37904/nanocon.2020.3745
Klíčová slova anglicky Cardiomyocyte; contraction; arrhythmia; in vitro modeling; drug adverse events; pulmonary drugs
Příznaky Mezinárodní význam, Recenzováno
Změnil Změnila: Mgr. Tereza Miškechová, učo 341652. Změněno: 8. 3. 2021 15:24.
Anotace
Atomic force microscopy (AFM) combined with stem cell derived human cardiomyocytes (CM) enables dynamic follow-up of cardiac contractions (e.g. beating rate, contraction and relaxation times), simultaneously with other CM biomechanical properties. Today, majority of drugs entering clinical usage needs to be tested for adverse arrhythmic effects; nevertheless, the effects on cardiomyocyte contraction are not routinely employed, only when related to cardiac pathologies. AFM-based biosensor allows in-vitro disease modeling, but also enables to monitor the effect of CM-contraction affecting drugs. Until today only few selected drugs modulating contractility and spontaneous pacing were described in animal models. This work for the first time demonstrates that basic biomechanical parameters, such as average value of contraction force and the beat rate, represent valuable pharmacological indicators of different phenotypic effects on cells without genetic burden. The presented method is robust and has low computational requirements, while keeping optimal spatial sensitivity (force detection limit 200 pN, corresponding to 20 nm displacement). The cardiac stimulating activities of drugs utilized in pneumology as aminophylline, ipratropium, and salbutamol were tested. Stimulating drugs, e.g. methylxanthines and caffeine, presented aberrant cardiomyocyte response, confirming arrhythmogenic potential, and force related fluctuations. Quantification of spontaneous contraction irregularities and related contractility changes allow precise scaling of potential negative effects adding new safety level to clinically relevant drug testing. AFM combined with human CMs serve as robust real-time screening platform for effects of pulmonary drugs. Here we describe changes in CM contractility, which is hard to describe by other screening methods and was never tested with described medication.
Návaznosti
LM2018127, projekt VaVNázev: Česká infrastruktura pro integrativní strukturní biologii (Akronym: CIISB)
Investor: Ministerstvo školství, mládeže a tělovýchovy ČR, Velké infrastruktury pro výzkum, vývoj a inovace
MUNI/A/1455/2019, interní kód MUNázev: Arytmogenní efekt aminophyllinu na buněčné kultury kardiomyocytů
Investor: Masarykova univerzita, Grantová agentura MU, DO R. 2020_Kategorie A - Specifický výzkum - Studentské výzkumné projekty
NU20-06-00156, projekt VaVNázev: Vliv pneumologické medikace na funkce lidských kardiomyocytů.
Investor: Ministerstvo zdravotnictví ČR, Program na podporu zdravotnického aplikovaného výzkumu na léta 2020 - 2026, Podprogram 1 - standardní
VytisknoutZobrazeno: 9. 5. 2021 10:07