安全性薬理学の予測性を高めるための微小電極アレイ上の心筋細胞のレーザー誘起活動電位様測定

生命を脅かす薬物誘発性心不整脈は、しばしば長期の心臓活動電位(AP)が先行し、一般に小さな不整脈膜電位の変動を伴う。APの再分極画分の形状および経時変化は、不整脈の有無にとって極めて重要であり得る。

微小電極アレイ(MEA)は、細胞外電界電位(FP) を介して 心毒性化合物の影響に容易にアクセスできるようにします。FP波形は、研究および心臓安全性薬理学において強力で確立されたツールですが、細胞外記録原理と結果として生じる固有の交流(AC)フィルタリングにより、元のAP形状を推測することはできません。

ここで説明する新しいデバイスは、高度に集束されたナノ秒レーザービームを使用して、複数の培養時点でMEA電極上で培養された心筋細胞の膜を繰り返し開くことができます。レーザーポレーションは、電気生理学的シグナルをFPから細胞内様AP(レーザー誘起AP、liAP)に変換し、経細胞電圧偏向の記録を可能にします。この細胞内アクセスにより、AP形状をよりよく記述し、通常のMEA記録よりも整脈電位をより良く、より感度の高い分類することができます。このシステムは、既存の電気生理学的方法の革新的な拡張であり、MEAベースの記録のすべての利点(簡単、急性、慢性実験、シグナル伝播分析など)を備えた心毒性効果の正確な評価を可能にします。