Name: automated contraction analysis of human engineered heart tissue for cardiac drug safety screening
Uploaded: 2017-04-15T13:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Automated Contraction Analysis of Human Engineered Heart Tissue for Cardiac Drug Safety Screening at JoVE.com

De auteurs zijn dankbaar Alessandra Moretti en Dennis Schade voor hun vriendelijke bijdrage van het materiaal. Wij erkennen de grote steun van de iPS en EHT werkgroep bij de afdeling Experimentele Farmacologie en Toxicologie van het UKE. Het werk van de auteurs wordt ondersteund door subsidies van de DZHK (German Center for Cardiovascular Research) en het Duitse ministerie van Onderwijs en Onderzoek (BMBF), de Duitse Research Foundation (DFG Es 88 / 12-1, HA 3423 / 5-1 ), British National Center for the Replacement Verfijning en Vermindering van Dieren in Onderzoek (NC3Rs BARST-IT verlenen 35.911-259.146), de British Heart Foundation RM / 13/30157, de European Research Council (Advanced Grant IndivuHeart), de Duitse Hartstichting en de Freie und Hansestadt Hamburg.

OPMERKING: De volgende stappen beschrijven een celcultuur protocol. Gelieve te presteren onder steriele omstandigheden en het gebruik van voorverwarmde media. 1. Cardiac Differentiatie van iPSC <ol><li> Cultiveren van de iPSC <ol><li> Coat 6 putjes (1 ml / putje) of T75-kolven (7 ml / kolf) waarvan de groeifactor basaalmembraanmatrix (bijv geltrex, 1: 200; zie tabel materiaalkosten) verdund in Dulbecco&#39;s gemodificeerd Eagle medium (DMEM) voor 30 min bij 37 ° ...

<ol>
	<li>Laverty, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=How+can+we+improve+our+understanding+of+cardiovascular+safety+liabilities+to+develop+safer+medicines?.">How can we improve our understanding of cardiovascular safety liabilities to develop safer medicines?.</a> Br J Pharmacol. 163 (4), 675-693 (2011).</li><li>Takahashi, K., Yamanaka, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Induction+of+pluripotent+stem+cells+from+mouse+embryonic+and+adult+fibroblast+cultures+by+defined+factors.">Induction of pluripotent stem cells from mouse embryonic and adult fibroblast cultures by defined factors.</a> Cell. 126, 663-676 (2006).</li><li>Burridge, P. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chemically+defined+generation+of+human+cardiomyocytes.">Chemically defined generation of human cardiomyocytes.</a> Nat Methods. 11 (8), 855-860 (2014).</li><li>Kempf, H., Kropp, C., Olmer, R., Martin, U., Zweigerdt, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cardiac+differentiation+of+human+pluripotent+stem+cells+in+scalable+suspension+culture.">Cardiac differentiation of human pluripotent stem cells in scalable suspension culture.</a> Nat Protoc. 10 (9), 1345-1361 (2015).</li><li>Yang, X., Pabon, L., Murry, C. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Engineering+adolescence:+maturation+of+human+pluripotent+stem+cell-derived+cardiomyocytes.">Engineering adolescence: maturation of human pluripotent stem cell-derived cardiomyocytes.</a> Circ Res. 114 (3), 511-523 (2014).</li><li>Mannhardt, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Human+Engineered+Heart+Tissue:+Analysis+of+Contractile+Force.">Human Engineered Heart Tissue: Analysis of Contractile Force.</a> Stem Cell Reports. 7 (1), 29-42 (2016).</li><li>Eder, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effects+of+proarrhythmic+drugs+on+relaxation+time+and+beating+pattern+in+rat+engineered+heart+tissue.">Effects of proarrhythmic drugs on relaxation time and beating pattern in rat engineered heart tissue.</a> Bas Res Cardiol. 109 (6), 436 (2014).</li><li>St&#246;hr, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Contractile+abnormalities+and+altered+drug+response+in+engineered+heart+tissue+from+Mybpc3-targeted+knock-in+mice.">Contractile abnormalities and altered drug response in engineered heart tissue from Mybpc3-targeted knock-in mice.</a> J Mol Cell Cardiol. 63, 189-198 (2013).</li><li>Schaaf, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Human+Engineered+Heart+Tissue+as+a+Versatile+Tool+in+Basic+Research+and+Preclinical+Toxicology.">Human Engineered Heart Tissue as a Versatile Tool in Basic Research and Preclinical Toxicology.</a> PLoS One. 6 (10), e26397 (2011).</li><li>Hansen, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Development+of+a+drug+screening+platform+based+on+engineered+heart+tissue.">Development of a drug screening platform based on engineered heart tissue.</a> Circ Res. 107 (1), 35-44 (2010).</li><li>Frank, S., Zhang, M., Sch&#246;ler, H. R., Greber, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Small+molecule-assisted,+line-independent+maintenance+of+human+pluripotent+stem+cells+in+defined+conditions.">Small molecule-assisted, line-independent maintenance of human pluripotent stem cells in defined conditions.</a> PloS One. 7 (7), e41958 (2012).</li><li>Lanier, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Wnt+inhibition+correlates+with+human+embryonic+stem+cell+cardiomyogenesis:+A+structure-activity+relationship+study+based+on+inhibitors+for+the+Wnt+response.">Wnt inhibition correlates with human embryonic stem cell cardiomyogenesis: A structure-activity relationship study based on inhibitors for the Wnt response.</a> J Med Chem. 55 (2), 697-708 (2012).</li><li>Hirt, M. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Increased+afterload+induces+pathological+cardiac+hypertrophy:+a+new+in+vitro+model.">Increased afterload induces pathological cardiac hypertrophy: a new in vitro model.</a> Bas Res Cardiol. 107 (6), 307-323 (2012).</li><li>Jacob, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Analysis+of+Tyrosine+Kinase+Inhibitor-Mediated+Decline+in+Contractile+Force+in+Rat+Engineered+Heart+Tissue.">Analysis of Tyrosine Kinase Inhibitor-Mediated Decline in Contractile Force in Rat Engineered Heart Tissue.</a> PLoS One. 11 (2), e0145937 (2016).</li><li>Friedrich, F. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Evidence+for+FHL1+as+a+novel+disease+gene+for+isolated+hypertrophic+cardiomyopathy.">Evidence for FHL1 as a novel disease gene for isolated hypertrophic cardiomyopathy.</a> Hum Mol Genet. 21 (14), 3237-3254 (2012).</li><li>Crocini, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Impact+of+ANKRD1+mutations+associated+with+hypertrophic+cardiomyopathy+on+contraction+parameters+of+engineered+heart+tissue.">Impact of ANKRD1 mutations associated with hypertrophic cardiomyopathy on contraction parameters of engineered heart tissue.</a> Bas Res Cardiol. 108 (3), 349 (2013).</li><li>Fiedler, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Development+of+Long+Noncoding+RNA-Based+Strategies+to+Modulate+Tissue+Vascularization.">Development of Long Noncoding RNA-Based Strategies to Modulate Tissue Vascularization.</a> J Am Coll Cardiol. 66 (18), 2005-2015 (2015).</li><li>van Meer, B. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Small+molecule+absorption+by+PDMS+in+the+context+of+drug+response+bioassays.">Small molecule absorption by PDMS in the context of drug response bioassays.</a> Biochem Biophysl Res Commun. , (2016).</li><li>Godier-Furn&#233;mont, A. F. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Physiologic+force-frequency+response+in+engineered+heart+muscle+by+electromechanical+stimulation.">Physiologic force-frequency response in engineered heart muscle by electromechanical stimulation.</a> Biomaterials. 60, 82-91 (2015).</li><li>Eng, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Autonomous+beating+rate+adaptation+in+human+stem+cell-derived+cardiomyocytes.">Autonomous beating rate adaptation in human stem cell-derived cardiomyocytes.</a> Nat Commun. 7, 10312 (2016).</li><li>Huebsch, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Miniaturized+iPS-Cell-Derived+Cardiac+Muscles+for+Physiologically+Relevant+Drug+Response+Analyses.">Miniaturized iPS-Cell-Derived Cardiac Muscles for Physiologically Relevant Drug Response Analyses.</a> Sci Rep. 6 (24726), 1-12 (2016).</li><li>Masumoto, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+myocardial+regenerative+potential+of+three-dimensional+engineered+cardiac+tissues+composed+of+multiple+human+iPS+cell-derived+cardiovascular+cell+lineages.">The myocardial regenerative potential of three-dimensional engineered cardiac tissues composed of multiple human iPS cell-derived cardiovascular cell lineages.</a> Sci Rep. 6 (29933), 1-10 (2016).</li><li>Ravenscroft, S. M., Pointon, A., Williams, A. W., Cross, M. J., Sidaway, J. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cardiac+Non-myocyte+Cells+Show+Enhanced+Pharmacological+Function+Suggestive+of+Contractile+Maturity+in+Stem+Cell+Derived+Cardiomyocyte+Microtissues.">Cardiac Non-myocyte Cells Show Enhanced Pharmacological Function Suggestive of Contractile Maturity in Stem Cell Derived Cardiomyocyte Microtissues.</a> Toxicol Sci. 152 (1), 99-112 (2016).</li><li>Zhang, J. H., Chung, T. D. Y., Oldenbutg, K. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+Simple+Statistical+Parameter+for+Use+in+Evaluation+and+Validation+of+High+Throughput+Screening+Assays.">A Simple Statistical Parameter for Use in Evaluation and Validation of High Throughput Screening Assays.</a> J Biomol Screen. 4 (2), 67-73 (1999).</li><li>Vandenburgh, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Durg-screening+platform+based+on+the+contractility+of+tissue-engineered+muscle.">Durg-screening platform based on the contractility of tissue-engineered muscle.</a> Muscle Nerve. 37 (4), 438-447 (2008).</li></ol>

Engineered hartweefsel biedt een waardevolle optie om de gereedschapskist van het cardiovasculair onderzoek. EHTs in 24 putjes zijn waardevol gebleken voor ziektemodel 8, 14, drugveiligheid screenen 7, 8, 10, 11, 15, of basische cardiovasculair onderzoek 16, <sup cla...

Cardiale bijwerkingen zoals de door drugs veroorzaakte lange QT-syndroom hebben geleid tot de markt nemen van de afgelopen jaren. Statistieken tonen aan dat ongeveer 45% van alle opnames zijn te wijten aan ongewenste effecten op het cardiovasculaire systeem 1. Dit medicijn niet na de dure ontwikkelingsproces en goedkeuring is het worst-case scenario voor farmaceutische bedrijven. Onderzoek en ontwikkeling afdelingen daarom richten op het opsporen van dergelijke ongewenste cardiovasculaire effecten vroeg op. Voor economische en ethische bezwaren, de inspanningen om dierproeven te verminderen en te vervangen door nieuwe in vitro screeningstesten zijn gaande. Een set van gevestigde assays zijn opgenomen in de Verenigde Staten Food and Drug Administration (FDA) en het European Medicines Agency (EMA) richtsnoeren voor preklinische evaluatie van pro-aritmische effecten van geneesmiddelen 2. De technologie van herprogrammering somatische cellen, gevolgd door differentiatie vanhumane geïnduceerde pluripotente stamcellen (iPSC) versterkt dit onderzoeksgebied 3. Het biedt nu de mogelijkheid om nieuwe kandidaat-geneesmiddelen op de menselijke hartspiercellen in vitro screenen en voorkomt problemen met de inter-species verschillen. Recente cardiale differentiatie protocollen 4, 5 bieden onbeperkt aanbod van hartspiercellen zonder ethische zorg. Echter, het meten van de contractiele kracht, de belangrijkste en best gekarakteriseerd in vivo parameter van hartspiercellen, is niet goed vastgesteld. Dit hangt samen met de relatieve onrijpheid 6 van humane geïnduceerde pluripotente stamcellen afgeleide cardiomyocyten (iPSC-CM) in vergelijking met de volwassen cardiomyocyten. Een mogelijke verbetering te construeren 3-dimensionele hartweefsel van enkelvoudige cellen 7 (engineered hartweefsel EHT). De EHT protocol is gebaseerd op het inbedden één murine of humane hartspiercellen 8 </sup&gt;, 9, 10 in fibrine hydrogel tussen twee flexibele polydimethylsiloxaan (PDMS) berichten 11 24 putjes. Binnen een paar dagen de hartspiercellen spontaan beginnen te contracteren als enkele cellen en beginnen te cellulaire netwerken te vormen. Na 7-10 dagen, macroscopische contracties van het gehele weefsel zichtbaar. Tijdens dit proces wordt de extracellulaire matrix wordt verbouwd, hetgeen leidt tot een vermindering van diameter en lengte. De verkorting van de EHT resultaten bij het buigen van de PDMS plaatsen zelfs tijdens rust, het onderwerpen van hartspiercellen in de ontwikkelingslanden EHT om continue belasting. EHTs blijven auxotonic spiercontracties te voeren over een aantal weken. Menselijke EHTs tonen respons op fysiologische en farmacologische stimulering vermelding van hun geschiktheid voor drug screening en ziektemodel 7. In dit manuscript presenteren we een robuust en eenvoudig protocol voor de Generatiop menselijke EHT en contractiliteit geautomatiseerde analyse van concentratie afhankelijke veranderingen van de contractie patroon in aanwezigheid van hERG kanaal remmers.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>EHT analysis intrument</td>
			<td>EHT Technologies GmbH</td>
			<td>A0001</td>
			<td>Software is included</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>EHT PDMS rack</td>
			<td>EHT Technologies GmbH</td>
			<td>C0001</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>EHT PTFE spacer</td>
			<td>EHT Technologies GmbH</td>
			<td>C0002</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>EHT electrode</td>
			<td>EHT Technologies GmbH</td>
			<td>P0001</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>EHT pacing adapter/cable</td>
			<td>EHT Technologies GmbH</td>
			<td>P0002</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>24-well-plate</td>
			<td>Nunc</td>
			<td>144530</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>6 well-cell culture plate</td>
			<td>Nunc</td>
			<td>140675</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>15 ml falcon tube, graduated&#160;</td>
			<td>Sarstedt</td>
			<td>62,554,502</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cell scraper</td>
			<td>Sarstedt</td>
			<td>831,830</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Spinner flask</td>
			<td>Integra</td>
			<td>182 101</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Stirrer Variomag/ Cimarec Biosystem Direct&#160;</td>
			<td>Thermo scientific</td>
			<td>70101</td>
			<td>Adjust rotor speed to 40 rpm</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>T175 cell culture flask&#160;</td>
			<td>Sarstedt&#160;</td>
			<td>831,812,002</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>V-shaped sedimentation rack&#160;</td>
			<td>Custom made at UKE Hamburg</td>
			<td>na</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>10&#215; DMEM</td>
			<td>Gibco</td>
			<td>52100</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1-Thioglycerol&#160;</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>M6145</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>2-Phospho-L-ascorbic acid trisodium salt</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>49752</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Activin-A&#160;</td>
			<td>R&#38;D systems</td>
			<td>338-AC</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Agarose&#160;</td>
			<td>Invitrogen</td>
			<td>15510-019</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Aprotinin</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>A1153</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Aqua ad injectabilia</td>
			<td>Baxter GmbH</td>
			<td>1428</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>B27 PLUS insulin&#160;</td>
			<td>Gibco</td>
			<td>17504-044</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>BMP-4</td>
			<td>R&#38;D systems</td>
			<td>314-BP</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Collagenase II&#160;</td>
			<td>Worthington</td>
			<td>LS004176</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DMEM</td>
			<td>Biochrom</td>
			<td>F0415</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DMSO&#160;</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>D4540</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DNase II, type V (from bovine spleen)</td>
			<td>Sigma&#160;</td>
			<td>D8764</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dorsomorphin&#160;</td>
			<td>abcam</td>
			<td>ab120843</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>EDTA&#160;</td>
			<td>Roth</td>
			<td>8043.2</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fetal calf serum</td>
			<td>Gibco</td>
			<td>10437028</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>FGF2</td>
			<td>Miltenyi Biotec</td>
			<td>130-104-921</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fibrinogen (bovine)</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>F8630</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Geltrex&#160;</td>
			<td>Gibco</td>
			<td>A1413302</td>
			<td>For coating: 1:200 dilution</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>HBSS w/o Ca2+/Mg2+&#160;</td>
			<td>Gibco</td>
			<td>14175-053</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>HEPES&#160;</td>
			<td>Roth</td>
			<td>9105.4</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Horse serum</td>
			<td>Life technologies</td>
			<td>26050088</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Human serum albumin&#160;</td>
			<td>Biological Industries</td>
			<td>05-720-1B</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Insulin, human</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>I9278</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>L-Glutamin</td>
			<td>Gibco</td>
			<td>25030-024</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Lipidmix&#160;</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>L5146</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Matrigel</td>
			<td>BD Biosciences</td>
			<td>354234</td>
			<td>For EHT reconsitutionmix.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>N-Benzyl-p-Toluenesulfonamide</td>
			<td>TCI</td>
			<td>B3082-25G</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PBS w/o MgCl2/CaCl2</td>
			<td>Biochrom</td>
			<td>14190</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Penicillin/Streptomycin</td>
			<td>Gibco</td>
			<td>15140</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pluronic F-127&#160;</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>P2443</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Polyvinyl alcohol&#160;</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>P8136</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>RPMI 1640&#160;</td>
			<td>Gibco</td>
			<td>21875</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium selenite</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>S5261</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>TGF&#223;1</td>
			<td>Peprotech</td>
			<td>100-21</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Thrombin</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>T7513</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Transferrin&#160;</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>T8158</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Y-27632</td>
			<td>Biorbyt</td>
			<td>orb6014</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>hiPSC</td>
			<td>Custom made at UKE hamburg</td>
			<td>na</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>iCell cardiomyocytes kit</td>
			<td>Cellular Dynamics International</td>
			<td>CMC-100-010-001</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pluricyte cardiomyocyte kit</td>
			<td>Pluriomics</td>
			<td>PCK-1.5</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cor.4U - HiPSC cardiomyocytes kit</td>
			<td>Axiogenesis AG</td>
			<td>Ax-C-HC02-FR3</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cellartis cardiomyocytes</td>
			<td>Takara Bio USA, Inc.</td>
			<td>Y10075</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

automated contraction analysis of human engineered heart tissue for cardiac drug safety screening

Hartweefsel techniek beschreven technieken driedimensionale kracht opwekkende gemanipuleerde weefsels vormen. Voor de uitvoering van deze procedures in fundamenteel onderzoek en preklinische ontwikkeling van geneesmiddelen, is het belangrijk om protocollen voor automatisch genereren en analyses te ontwikkelen onder gestandaardiseerde omstandigheden. Hier presenteren we een techniek om Engineered hartweefsel (EHT) van cardiomyocyten van verschillende species (rat, muis, mens) te genereren. De techniek berust op de montage van een fibrine-gel die gedissocieerd cardiomyocyten tussen elastische polydimethylsiloxaan (PDMS) berichten in een 24 putjes format. Driedimensionale, kracht opwekkende EHTs vormen binnen twee weken na het gieten. Deze procedure maakt het mogelijk om het genereren van enkele honderden EHTs per week en is technisch alleen beperkt door de beschikbaarheid van hartspiercellen (0,4-1,0 x 10 6 / EHT). Evaluatie van auxotonic spiercontracties wordt uitgevoerd in een gewijzigde incubatiekamer met een mechanical interlock 24-wells platen en een camera bovenop deze kamer. Een software bestuurt een camera bewogen op een XYZ-assenstelsel elke EHT. EHT contracties gedetecteerd worden door een geautomatiseerd figuur algoritme en kracht berekend op basis van verkorting van de EHT en elastische neiging en geometrie van de PDMS posten. Deze procedure maakt het mogelijk voor automatische analyse van grote aantallen EHT onder gestandaardiseerde en steriele omstandigheden. De betrouwbare detectie van effecten van geneesmiddelen op cardiomyociet samentrekking is van cruciaal belang voor de ontwikkeling van het hart van geneesmiddelen en veiligheid farmacologie. We demonstreren het voorbeeld van het hERG kanaal remmer E-4031, dat het menselijke EHT systeem repliceert drug reacties op contractie kinetiek van het menselijk hart, wat aangeeft dat een veelbelovend voor cardiale drugveiligheid screening.

Cardiale differentiatie en Bereiding van EHT IPSC werden uitgebreid op verkorte groeifactor basaalmembraanmatrix, gedissocieerd met EDTA en embryoid lichamen (EB&#39;s), gevormd in spinner kolven overnacht. Na mesodermale inductie gedurende drie dagen werd cardiale differentiatie gestart met het Wnt-remmer. Na ~ 17 dagen differentiatieprotocol, sloegen EBS gedissocieerd tot afzonderlijke cellen met collagenase type II (fi...

Watch this Scientific Journal Video about Automated Contraction Analysis of Human Engineered Heart Tissue for Cardiac Drug Safety Screening at JoVE.com

Automated Contraction Analysis of Human Engineered Heart Tissue for Cardiac Drug Safety Screening

Hier tonen we de generering van humane gemanipuleerde hartweefsel van geïnduceerde pluripotente stamcellen (iPSC) afgeleide cardiomyocyten. We presenteren een methode om contractiekracht en voorbeeldige verandering van contractie patroon geanalyseerd door hERG kanaal remmer E-4031. Deze werkwijze vertoont een hoge mate van robuustheid en geschiktheid voor cardiale geneesmiddelscreening.

Geautomatiseerde Contractie Analyse van Human Engineered hartweefsel voor Cardiac Drug Safety Screening

Cardiac tissue engineering describes techniques to constitute three dimensional force-generating engineered tissues. For the implementation of these ...

Research

Education

JoVE Core

JoVE Journal

Pharmacology

Bioengineering

Unit 1

Cardiovascular Drugs: Antiarrhythmic and Heart Failure Drugs

SCIENTISTS IN ACTION

Bioluminescence Imaging for Assessment of Immune Responses Following Implantation of Engineered Heart Tissue (EHT)

Bioluminescence Imaging for Assessment of Immune Responses Following Implantation of Engineered Heart Tissue EHT

Bioluminescentie Imaging voor beoordeling van immuunreacties na implantatie van Engineered hartweefsel (EHT)

Various techniques of cardiac tissue engineering have been pursued in the past decades including scaffolding strategies using either native or ...

Self-reporting Scaffolds for 3-Dimensional Cell Culture

Zelfrapportage Stellingen voor 3-dimensionale Cultuur van de Cel

Culturing cells in 3D on appropriate scaffolds is thought to better mimic the in vivo microenvironment and increase cell-cell interactions. The resulting ...

Analysis of Tubular Membrane Networks in Cardiac Myocytes from Atria and Ventricles

Analyse van buisvormig membraan Netwerken in hartspiercellen van boezems en kamers

In cardiac myocytes a complex network of membrane tubules - the transverse-axial tubule system (TATS) - controls deep intracellular signaling functions. ...

Hollow Fiber Bioreactors for In Vivo-like Mammalian Tissue Culture

Hollow Fiber Bioreactors for In Vivo-like Mammalian Tissue Culture

Holle vezel voor Bioreactoren<em&gt; In Vivo</em&gt; -achtige Mammalian Tissue Culture

Tissue culture has been used for over 100 years to study cells and responses ex vivo. The convention of this technique is the growth of anchorage ...

Construction of Defined Human Engineered Cardiac Tissues to Study Mechanisms of Cardiac Cell Therapy

De bouw van Defined Human Engineered hartweefsel om te studeren Mechanismen van Cardiac Cell Therapy

Human cardiac tissue engineering can fundamentally impact therapeutic discovery through the development of new species-specific screening systems that ...

A Combined 3D Tissue Engineered In Vitro/In Silico Lung Tumor Model for Predicting Drug Effectiveness in Specific Mutational Backgrounds

A Combined 3D Tissue Engineered In Vitro/In Silico Lung Tumor Model for Predicting Drug Effectiveness in Specific Mutational Backgrounds

Een gecombineerde 3D Weefselmanipulatieproducten<em&gt; In Vitro</em&gt; /<em&gt; In Silico</em&gt; Lung Tumor Model voor het voorspellen van de Drug Effectiveness in Specifieke Mutatie Achtergronden

In the present study, we combined an in vitro 3D lung tumor model with an in silico model to optimize predictions of drug response based on a specific ...

Neonatal Cardiac Scaffolds: Novel Matrices for Regenerative Studies

Neonatale Cardiac Steigers: Novel Matrices voor Regenerative Studies

The only definitive therapy for end stage heart failure is orthotopic heart transplantation.  Each year, it is estimated that more than 100,000 donor ...

Use of High-Throughput Automated Microbioreactor System for Production of Model IgG1 in CHO Cells

Gebruik van High-Throughput geautomatiseerd Microbioreactor-systeem voor de productie van Model IgG1 in CHO cellen

Automated microscale bioreactors (15 mL) can be a useful tool for cell culture engineers. They facilitate the simultaneous execution of a wide variety of ...

Preparation of Mesh-Shaped Engineered Cardiac Tissues Derived from Human iPS Cells for In Vivo Myocardial Repair

Voorbereiding van mesh-vormige ontworpen cardiale weefsels afgeleid van menselijke iPS cellen voor In Vivo Myocardial Repair

The current protocol describes methods to generate scalable, mesh-shaped engineered cardiac tissues (ECTs) composed of cardiovascular cells derived from ...

Cardiac Spheroids as in vitro Bioengineered Heart Tissues to Study Human Heart Pathophysiology

Cardiale Sferoïden als in vitro Bioengineered Heart Tissues to Study Human Heart Pathophysiology

Despite several advances in cardiac tissue engineering, one of the major challenges to overcome remains the generation of a fully functional vascular ...