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Generati organoidi cardiaci che modellano lo sviluppo cardiaco umano da ricercatori dell’Università Statale del Michigan.
I disturbi cardiovascolari sono un problema sanitario significativo a livello mondiale. Le malattie cardiovascolari (CVD) sono la principale causa di morte nei paesi sviluppati e rappresentano un terzo del tasso di mortalità negli Stati Uniti.
I difetti cardiaci congeniti (CHD) colpiscono l’1% di tutti i nati vivi, rendendolo il difetto congenito più comune negli esseri umani. Le attuali tecnologie forniscono alcune informazioni sull’origine di questi disturbi, ma sono limitate nella loro capacità di fornire una panoramica completa della patogenesi e della progressione della malattia a causa della loro mancanza di complessità fisiologica. Vi è una pressante necessità di sviluppare piattaforme simili a organi più fedeli che ricapitolino fenotipi complessi in vivo per studiare lo sviluppo umano e la malattia in vitro.
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In questo studio i ricercatori dell’Università Statale del Michigan, riportano i più fedeli modelli organoide dello sviluppo cardiovascolare umano in vitro fino ad oggi realizzato, utilizzando cellule staminali pluripotenti umane (hPSC). “Il nostro protocollo è altamente efficiente e mostra un’elevata riproducibilità ed è compatibile con approcci ad alto rendimento. Inoltre, i nostri organoidi cardiaci (hHO) basati sulle hPSC hanno mostrato una somiglianza molto elevata con i cuori fetali umani, sia dal punto di vista morfologico che nella complessità del tipo di cellula. Gli hHO sono stati differenziati utilizzando una manipolazione in due fasi della segnalazione Wnt utilizzando inibitori chimici e fattori di crescita in condizioni di media e coltura completamente definita. Gli organoidi sono derivati con successo da più linee di hPSC indipendenti con un’efficienza molto simile. Gli hHO hanno iniziato a battere a 6 giorni, erano per lo più sferici e sono cresciuti fino a 1 mm di diametro entro il 15 ° giorno di differenziazione e hanno sviluppato cellule epicardiche (WT1 + , TJP +), fibroblasti cardiaci (THY1 + , VIM +), cellule endoteliali (PECAM1 +) e cellule endocardiche (NFATC1 +). Morfologicamente, le hHO hanno sviluppato regioni epicardiche e miocardiche adiacenti ben definite e hanno presentato un plesso vascolare distinto e microcamere rivestite di endocardio.
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L’analisi del decorso temporale dell’RNA-seq di hHO, iPSC differenziati su monostrato e cuori umani fetali ha rivelato che le hHO ricapitolano lo sviluppo del tessuto cardiaco fetale umano meglio dei protocolli di differenziazione precedentemente descritti. Gli hHO consentono per la prima volta l’interazione di ordine superiore di tessuti cardiaci distinti e visualizzano segnali 3D fisici e topografici biologicamente rilevanti che ricordano da vicino il cuore fetale umano.
“Il nostro modello costituisce un potente strumento innovativo per la scoperta e gli studi traslazionali nello sviluppo e nelle malattie cardiache umane”, spieganpo gli autori.
Fonte: bioRxiv
