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Nature Biomedical Engineering (2023) Citare questo articolo
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Lo studio della fisiologia cardiaca è ostacolato dalle differenze fisiologiche tra gli esseri umani e i modelli di piccoli animali. Qui riportiamo la generazione di organoidi cardiaci umani vascolarizzati autodidattici multicamera formati sotto stress anisotropo e la loro applicabilità allo studio dell'aritmia cardiaca. I sensori incorporati negli organoidi cardiaci hanno consentito la misurazione simultanea del consumo di ossigeno, dei potenziali di campo extracellulare e della contrazione cardiaca a risoluzioni superiori a 10 Hz. Questo sistema microfisiologico ha rivelato cicli respiratori cardiaci di 1 Hz che sono accoppiati all’attività elettrica piuttosto che meccanica dei cardiomiociti. Questo accoppiamento elettro-mitocondriale era guidato dalle oscillazioni del calcio mitocondriale che guidavano i cicli respiratori. L'inibizione farmaceutica o genetica di questo accoppiamento provoca un comportamento aritmogenico. Mostriamo che il mitoxantrone chemioterapico induce aritmia attraverso l'interruzione di questo percorso, un processo che può essere parzialmente invertito dalla co-somministrazione di metformina. I nostri sistemi cardiaci microfisiologici possono facilitare ulteriormente lo studio della dinamica mitocondriale dei ritmi cardiaci e far avanzare la nostra comprensione della fisiologia cardiaca umana.
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I dati di sequenziamento sono disponibili presso NCBI GEO, con il numero di accesso GSE234907. I dati per le figure sono forniti con questo documento. Tutti i dati a supporto dei risultati di questo studio sono disponibili all'interno del documento e delle sue informazioni supplementari. I dati di origine sono forniti con questo documento.
Il software di analisi personalizzato è disponibile su https://github.com/mohammadghosheh95/Heart-on-a-Chip.
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