O estímulo elétrico aplicado durante a diferenciação das hiPSCs direciona os hiPSC-CMs a células do tipo de condução cardíaca maduras

Autor(es)

Thayane Antoniolli Crestani

• Tipo de documento: Tese de Doutorado
• Imprenta: São Paulo.
• Instituição: Universidade de São Paulo (USP). Faculdade de Medicina (FM/SBD)
• Data de defesa: 2020-10-06

Membros da banca

Jose Eduardo Krieger; Luciana Sacilotto Fernandes; Pedro Alves Lemos Neto; Marcela Sorelli Carneiro Ramos

• Orientador: Jose Eduardo Krieger

Resumo

Os cardiomiócitos derivados de células-tronco pluripotentes induzidas humanas (hiPSC-CMs) se assemelham aos cardiomiócitos fetais e o estímulo elétrico (ES) tem sido explorado para amadurecer as células diferenciadas. Aqui, levantamos a hipótese de que o ES aplicado no início do processo de diferenciação desencadeia tanto a diferenciação dos hiPSC-CMs em um fenótipo especializado do sistema de condução (CS) quanto a maturação celular. Aplicamos o ES por 15 dias a partir do dia 0 do processo de diferenciação e encontramos um aumento da expressão de fatores de transcrição e proteínas associadas ao desenvolvimento e função do CS, incluindo IRX3 e NKX2.5 e SCN5A, Hcn4 e contactina 2, respectivamente. Também encontramos ativação de proteínas de disco intercalares (Nrap e ?-catenina). Detectamos a maturação de CMs induzida por ES, conforme indicada pelo aumento da expressão de TNNI1 e TNNI3. Micrografias confocais mostraram uma mudança em direção à expressão da proteína das junções gap, conexina 40, nos hiPSC-CMs com ES em comparação com a expressão mais dominante da conexina 43 nos controles. Finalmente, a análise dos parâmetros funcionais revelou que os hiPSC-CMs com ES exibiram transientes intracelulares de Ca2+ mais longos, despolarização do potencial de ação (AP) mais rápida e duração mais lenta do AP em 90% da repolarização, assemelhando-se com as fibras de condução rápida. Em conjunto, fornecemos evidências de que o ES aplicado durante a diferenciação das hiPSCs em cardiomiócitos leva ao desenvolvimento de células do tipo de condução cardíaca com citoarquitetura mais madura. Assim, os hiPSC-CMs expostos ao ES durante a diferenciação podem ser cruciais para o desenvolvimento de células do CS para modelagem de doenças cardíacas, triagem de medicamentos individuais em uma plataforma do tipo medicamento de precisão e apoiar o desenvolvimento de novas terapias para arritmias (AU)

• Processo FAPESP: 16/11321-0 - Estímulo mecânico como componente chave para a maturação e caracterização de cardiomiócitos humanos derivados de células-tronco pluripotentes induzidas.
• Beneficiário: Thayane Antoniolli Crestani
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado