CENA VÝBORU ČESKÉ PNEUMOLOGICKÉ A FTIZEOLOGICKÉ SPOLEČNOSTI ČLS
JEP ZA	1. NEJLEPŠÍ PUBLIKOVANOU PRÁCI V KATEGORII PUBLIKACE S
IMPAKT FAKTOREM POD 35 LET V ROCE 2022: Aminophylline Induces
Two Types of Arrhythmic Events in Human Pluripotent Stem
Cell–Derived Cardiomyocytes

o 2023

CENA VÝBORU ČESKÉ PNEUMOLOGICKÉ A FTIZEOLOGICKÉ SPOLEČNOSTI ČLS JEP ZA 1. NEJLEPŠÍ PUBLIKOVANOU PRÁCI V KATEGORII PUBLIKACE S IMPAKT FAKTOREM POD 35 LET V ROCE 2022: Aminophylline Induces Two Types of Arrhythmic Events in Human Pluripotent Stem Cell–Derived Cardiomyocytes

KLIMOVIČ, Šimon, Martin ŠČUREK, Martin PEŠL, Deborah BECKEROVÁ, Šárka JELÍNKOVÁ et. al.

Základní údaje

Originální název

CENA VÝBORU ČESKÉ PNEUMOLOGICKÉ A FTIZEOLOGICKÉ SPOLEČNOSTI ČLS JEP ZA 1. NEJLEPŠÍ PUBLIKOVANOU PRÁCI V KATEGORII PUBLIKACE S IMPAKT FAKTOREM POD 35 LET V ROCE 2022: Aminophylline Induces Two Types of Arrhythmic Events in Human Pluripotent Stem Cell–Derived Cardiomyocytes

Autoři

Vydání

2023

Nakladatel

VÝBOR ČESKÉ PNEUMOLOGICKÉ A FTIZEOLOGICKÉ SPOLEČNOSTI ČLS JEP

Další údaje

Jazyk

angličtina

Typ výsledku

Ocenění vědecké a umělecké činnosti

Obor

30402 Technologies involving the manipulation of cells, tissues, organs or the whole organism

Stát vydavatele

Švýcarsko

Utajení

není předmětem státního či obchodního tajemství

Odkazy

URL

Organizační jednotka

Středoevropský technologický institut

Klíčová slova anglicky

aminophylline; IPSC; hESC; cardiomyocytes; drug cardiotoxicity; atomic force microscopy; arrhythmogenic effects; methylxanthines

Příznaky

Mezinárodní význam, Recenzováno

Změněno: 15. 11. 2023 08:21, MUDr. Martin Pešl, Ph.D.

Anotace

V originále

Cardiac side effects of some pulmonary drugs are observed in clinical practice. Aminophylline, a methylxanthine bronchodilator with documented proarrhythmic action, may serve as an example. Data on the action of aminophylline on cardiac cell electrophysiology and contractility are not available. Hence, this study was focused on the analysis of changes in the beat rate and contraction force of human pluripotent stem cell–derived cardiomyocytes (hPSC-CMs) and HL-1 cardiomyocytes in the presence of increasing concentrations of aminophylline (10 µM–10 mM in hPSC-CM and 8–512 µM in HL-1 cardiomyocytes). Basic biomedical parameters, namely, the beat rate (BR) and contraction force, were assessed in hPSC-CMs using an atomic force microscope (AFM). The beat rate changes under aminophylline were also examined on the HL-1 cardiac muscle cell line via a multielectrode array (MEA). Additionally, calcium imaging was used to evaluate the effect of aminophylline on intracellular Ca2+ dynamics in HL-1 cardiomyocytes. The BR was significantly increased after the application of aminophylline both in hPSC-CMs (with 10 mM aminophylline) and in HL-1 cardiomyocytes (with 256 and 512 µM aminophylline) in comparison with controls. A significant increase in the contraction force was also observed in hPSC-CMs with 10 µM aminophylline (a similar trend was visible at higher concentrations as well). We demonstrated that all aminophylline concentrations significantly increased the frequency of rhythm irregularities (extreme interbeat intervals) both in hPSC-CMs and HL-1 cells. The occurrence of the calcium sparks in HL-1 cardiomyocytes was significantly increased with the presence of 512 µM aminophylline. We conclude that the observed aberrant cardiomyocyte response to aminophylline suggests an arrhythmogenic potential of the drug. The acquired data represent a missing link between the arrhythmic events related to the aminophylline/theophylline treatment in clinical practice and describe cellular mechanisms of methylxanthine arrhythmogenesis. An AFM combined with hPSC-CMs may serve as a robust platform for direct drug effect screening.

Návaznosti

EF19_073/0016943, projekt VaV

Název: Interní grantová agentura Masarykovy univerzity

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

MUNI/A/1133/2021, interní kód MU

Název: Od buňky k medicíně (Akronym: CELLVIEW)

Investor: Masarykova univerzita, Od buňky k medicíně

MUNI/A/1246/2020, interní kód MU

Název: Kardiovaskulární systém: od iontového kanálu k celotělovému modelu (Akronym: KAVASYKAMO)

Investor: Masarykova univerzita, Kardiovaskulární systém: od iontového kanálu k celotělovému modelu

MUNI/A/1418/2021, interní kód MU

Název: Biomedicínské vědy II (Akronym: BIOMED)

Investor: Masarykova univerzita, Biomedicínské vědy II

MUNI/A/1700/2020, interní kód MU

Název: Stop and go efekt aminophyllinu a stanovení hladin běžně užívaných bronchodilatancií v plazmě

Investor: Masarykova univerzita, Stop and go efekt aminophyllinu a stanovení hladin běžně užívaných bronchodilatancií v plazmě

MUNI/IGA/1428/2020, interní kód MU

Název: Characterization of cardiovascular progenitor population during development (Akronym: cardioprogenitors)

Investor: Masarykova univerzita, Characterization of cardiovascular progenitor population during development

NU20-06-00156, projekt VaV

Název: Vliv pneumologické medikace na funkce lidských kardiomyocytů.

Investor: Ministerstvo zdravotnictví ČR, Vliv pneumologické medikace na funkce lidských kardiomyocytů, Podprogram 1 - standardní

Citovat

KLIMOVIČ, Šimon, Martin ŠČUREK, Martin PEŠL, Deborah BECKEROVÁ, Šárka JELÍNKOVÁ, Tomáš URBAN, Daniil KABANOV, Zdeněk STÁREK, Markéta BÉBAROVÁ, Jan PŘIBYL, Vladimír ROTREKL a Kristián BRAT. CENA VÝBORU ČESKÉ PNEUMOLOGICKÉ A FTIZEOLOGICKÉ SPOLEČNOSTI ČLS JEP ZA 1. NEJLEPŠÍ PUBLIKOVANOU PRÁCI V KATEGORII PUBLIKACE S IMPAKT FAKTOREM POD 35 LET V ROCE 2022: Aminophylline Induces Two Types of Arrhythmic Events in Human Pluripotent Stem Cell–Derived Cardiomyocytes. VÝBOR ČESKÉ PNEUMOLOGICKÉ A FTIZEOLOGICKÉ SPOLEČNOSTI ČLS JEP, 2023.

@misc{2339517,
   author = {Klimovič, Šimon and Ščurek, Martin and Pešl, Martin and Beckerová, Deborah and Jelínková, Šárka and Urban, Tomáš and Kabanov, Daniil and Stárek, Zdeněk and Bébarová, Markéta and Přibyl, Jan and Rotrekl, Vladimír and Brat, Kristián},
   keywords = {aminophylline; IPSC; hESC; cardiomyocytes; drug cardiotoxicity; atomic force microscopy; arrhythmogenic effects; methylxanthines},
   language = {eng},
   publisher = {VÝBOR ČESKÉ PNEUMOLOGICKÉ A FTIZEOLOGICKÉ SPOLEČNOSTI ČLS JEP},
   title = {CENA VÝBORU ČESKÉ PNEUMOLOGICKÉ A FTIZEOLOGICKÉ SPOLEČNOSTI ČLS JEP ZA 1. NEJLEPŠÍ PUBLIKOVANOU PRÁCI V KATEGORII PUBLIKACE S IMPAKT FAKTOREM POD 35 LET V ROCE 2022: Aminophylline Induces Two Types of Arrhythmic Events in Human Pluripotent Stem Cell–Derived Cardiomyocytes},
   url = {https://www.plicnilekarstvi.cz/novinka/2320/publikacni-souteze-cpfs-za-rok-2022-znaji-viteze/},
   year = {2023}
}

TY  - GEN
ID  - 2339517
AU  - Klimovič, Šimon - Ščurek, Martin - Pešl, Martin - Beckerová, Deborah - Jelínková, Šárka - Urban, Tomáš - Kabanov, Daniil - Stárek, Zdeněk - Bébarová, Markéta - Přibyl, Jan - Rotrekl, Vladimír - Brat, Kristián
PY  - 2023
TI  - CENA VÝBORU ČESKÉ PNEUMOLOGICKÉ A FTIZEOLOGICKÉ SPOLEČNOSTI ČLS JEP ZA 1. NEJLEPŠÍ PUBLIKOVANOU PRÁCI V KATEGORII PUBLIKACE S IMPAKT FAKTOREM POD 35 LET V ROCE 2022: Aminophylline Induces Two Types of Arrhythmic Events in Human Pluripotent Stem Cell–Derived Cardiomyocytes
PB  - VÝBOR ČESKÉ PNEUMOLOGICKÉ A FTIZEOLOGICKÉ SPOLEČNOSTI ČLS JEP
KW  - aminophylline
KW  - IPSC
KW  - hESC
KW  - cardiomyocytes
KW  - drug cardiotoxicity
KW  - atomic force microscopy
KW  - arrhythmogenic effects
KW  - methylxanthines
UR  - https://www.plicnilekarstvi.cz/novinka/2320/publikacni-souteze-cpfs-za-rok-2022-znaji-viteze/
N2  - Cardiac side effects of some pulmonary drugs are observed in clinical practice. Aminophylline, a methylxanthine bronchodilator with documented proarrhythmic action, may serve as an example. Data on the action of aminophylline on cardiac cell electrophysiology and contractility are not available. Hence, this study was focused on the analysis of changes in the beat rate and contraction force of human pluripotent stem cell–derived cardiomyocytes (hPSC-CMs) and HL-1 cardiomyocytes in the presence of increasing concentrations of aminophylline (10 µM–10 mM in hPSC-CM and 8–512 µM in HL-1 cardiomyocytes). Basic biomedical parameters, namely, the beat rate (BR) and contraction force, were assessed in hPSC-CMs using an atomic force microscope (AFM). The beat rate changes under aminophylline were also examined on the HL-1 cardiac muscle cell line via a multielectrode array (MEA). Additionally, calcium imaging was used to evaluate the effect of aminophylline on intracellular Ca2+ dynamics in HL-1 cardiomyocytes. The BR was significantly increased after the application of aminophylline both in hPSC-CMs (with 10 mM aminophylline) and in HL-1 cardiomyocytes (with 256 and 512 µM aminophylline) in comparison with controls. A significant increase in the contraction force was also observed in hPSC-CMs with 10 µM aminophylline (a similar trend was visible at higher concentrations as well). We demonstrated that all aminophylline concentrations significantly increased the frequency of rhythm irregularities (extreme interbeat intervals) both in hPSC-CMs and HL-1 cells. The occurrence of the calcium sparks in HL-1 cardiomyocytes was significantly increased with the presence of 512 µM aminophylline. We conclude that the observed aberrant cardiomyocyte response to aminophylline suggests an arrhythmogenic potential of the drug. The acquired data represent a missing link between the arrhythmic events related to the aminophylline/theophylline treatment in clinical practice and describe cellular mechanisms of methylxanthine arrhythmogenesis. An AFM combined with hPSC-CMs may serve as a robust platform for direct drug effect screening.
ER  -

KLIMOVIČ, Šimon, Martin ŠČUREK, Martin PEŠL, Deborah BECKEROVÁ, Šárka JELÍNKOVÁ, Tomáš URBAN, Daniil KABANOV, Zdeněk STÁREK, Markéta BÉBAROVÁ, Jan PŘIBYL, Vladimír ROTREKL a Kristián BRAT. \textit{CENA VÝBORU ČESKÉ PNEUMOLOGICKÉ A FTIZEOLOGICKÉ SPOLEČNOSTI ČLS JEP ZA 1. NEJLEPŠÍ PUBLIKOVANOU PRÁCI V KATEGORII PUBLIKACE S IMPAKT FAKTOREM POD 35 LET V ROCE 2022: Aminophylline Induces Two Types of Arrhythmic Events in Human Pluripotent Stem Cell–Derived Cardiomyocytes}. VÝBOR ČESKÉ PNEUMOLOGICKÉ A FTIZEOLOGICKÉ SPOLEČNOSTI ČLS JEP, 2023.

Podrobný výpis o publikaci