2023
Nástrahy hodnocení křivky elektrické aktivity u pacient-specifických kardiomyocytů diferencovaných z lidských indukovaných pluripotentních buněk
ŠVECOVÁ, Olga, Martin KRÁL, Štefan ZELENÁK, Jiří PACHERNÍK, Tomáš BÁRTA et. al.Základní údaje
Originální název
Nástrahy hodnocení křivky elektrické aktivity u pacient-specifických kardiomyocytů diferencovaných z lidských indukovaných pluripotentních buněk
Název anglicky
Pittfalls of electrical activity waveform evaluation in patient-specific cardiomyocytes differentiated from human induced pluripotent stem cells
Autoři
ŠVECOVÁ, Olga (203 Česká republika, domácí), Martin KRÁL (203 Česká republika, domácí), Štefan ZELENÁK (703 Slovensko, domácí), Jiří PACHERNÍK (203 Česká republika), Tomáš BÁRTA (203 Česká republika, domácí), Tomáš NOVOTNÝ (203 Česká republika, domácí) a Markéta BÉBAROVÁ (203 Česká republika, garant, domácí)
Vydání
50. pracovní konference Komise experimentální kardiologie, 2023
Další údaje
Jazyk
čeština
Typ výsledku
Konferenční abstrakt
Obor
30201 Cardiac and Cardiovascular systems
Stát vydavatele
Česká republika
Utajení
není předmětem státního či obchodního tajemství
Kód RIV
RIV/00216224:14110/23:00134663
Organizační jednotka
Lékařská fakulta
Klíčová slova česky
hiPSC; kardiomyocyt; dědičné arytmie; multielectrode array; FPD
Klíčová slova anglicky
hiPSC; cardiomyocyte; hereditary arrhythmias; multielectrode array; FPD
Změněno: 22. 4. 2024 13:28, Mgr. Tereza Miškechová
V originále
Úvod: Zavádění nových modelů do výzkumu chorob s sebou kromě výhod obvykle nese řadu limitací a problémů. To se týká i atraktivního modelu pacient-specifických kardiomyocytů diferencovaných z lidských pluripotentních kmenových buněk (hiPSC-CM). Použitím vhodných metod měření je možné zaznamenat elektrickou aktivitu hiPSC-CM, která je tvarově podobná EKG. Hodnocení takového záznamu pak umožnuje získat hodnoty délky cyklu (CL) a trvání potenciálu pole (FPD), které jsou analogií intervalů RR a QT na EKG záznamu. Při vyhodnocování experimentálních záznamů jsme se setkali s problémem správného stanovení vrcholu pomalé repolarizační složky, který určuje konec intervalu FPD. Cílem této práce je diskutovat správnost určení FPD u hiPSC-CM. Metodika: K zaznamenávání elektrické aktivity hiPSC-CM byla využita technika multielectrode arrays (MEA2100-Lite-System) s vzorkovací frekvencí 10 kHz a použitím filtrů horní a dolní propust 1 Hz, resp. 3,5 kHz. Měření bylo prováděno na buněčném modelu hiPSC-CM (zdravé hiPSC-CM, tj. WT-RYR2, a pacient-specifické hiPSC nesoucí variantu Y4734C v RYR2, tj. Y4734CRYR2) po dobu 5 min v kontrolním Tyrodově roztoku při teplotě 37 °C. Poslední minuta záznamu elektrické aktivity byla vyhodnocena v programu pCLAMP 9.2 (Molecular Devices) a následně byla provedena analýza FPD. Výsledky a diskuze: Analýza FPD u hiPSC-CM s sebou nese určité komplikace. Záznamy elektrické aktivity se u těchto buněk v jednotlivých měřeních tvarově významně odlišují. FPD definujeme jako dobu trvání mezi první pozitivní/negativní výchylkou potenciálového pole, která je rychlá, s vysokou amplitudou a odpovídá depolarizační složce a vrcholem druhé pozitivní/negativní výchylky potenciálového pole, která je pomalá, s nízkou amplitudou a odpovídá repolarizační složce elektrické aktivity preparátu. Ve získaných experimentálních záznamech elektrické aktivity hiPSC-CM se objevuje problém s detekcí vrcholu pomalé repolarizační složky FPD, protože v záznamu pozorujeme více výchylek potenciálového pole v repolarizační oblasti signálu. Pro zlepšení detekcí byl použit Besselův filtr (mezní kmitočet 50 Hz). Stále zde však zůstává nejasnost v určení vrcholového bodu pomalé repolarizační složky určující konec FPD. Získané průměrné hodnoty FPD se mezi testovanými buněčnými modely WT-RYR2 (n = 9) a Y4734C-RYR2 (n = 8) hiPSC-CM signifikantně nelišily, avšak byla patrná tendence ke nižším hodnotám FPD u Y4734C-RYR2 hiPSC-CM s mediánem 0,226 s (Q1 0,197 s; Q3 0,306 s) vs. 0,348 s (Q1 0,116 s; Q3 0,629 s) u WT-RYR2. Závěr: Správnost stanovení FPD je významně závislá na tvaru zaznamenané křivky elektrické aktivity, který může být ovlivněn řadou parametrů charakterizujících použitý vzorek, např. úrovní diferenciace použitých hiPSC-CM, jejich kvalitou, homogenitou, podílem zastoupení různých podtypů hiPSC-CM (komorové vs. síňové), charakterem vzorku (2D vs. 3D) atd. Rovněž je klíčová vhodná úprava surového záznamu, např. pomocí filtrů. Zjištěné průměrné hodnoty FPD se pohybují v obvyklém rozmezí pro hiPSC-CM.
Anglicky
The introduction of new models into disease research usually brings with it a number of limitations and challenges in addition to its advantages. This also applies to the attractive model of patient-specific cardiomyocytes differentiated from human pluripotent stem cells (hiPSC-CM). Using appropriate measurement methods, it is possible to record the electrical activity of hiPSC-CM, which is similar in shape to the ECG. The evaluation of such a recording then allows to obtain values of cycle length (CL) and field potential duration (FPD), which are analogous to the RR and QT intervals on an ECG recording. When evaluating experimental recordings, we have encountered the problem of correctly determining the peak of the slow repolarization component that determines the end of the FPD interval. The aim of this paper is to discuss the correctness of FPD determination in hiPSC-CM.
Návaznosti
| MUNI/A/1343/2022, interní kód MU |
| ||
| NU22-02-00348, projekt VaV |
|