Cómo el daño localizado en el disco Z afecta la generación de fuerza y la expresión génica en los cardiomiocitos
Autores: Müller, Dominik; Donath, Sören; Brückner, Emanuel Georg; Biswanath Devadas, Santoshi; Daniel, Fiene; Gentemann, Lara; Zweigerdt, Robert; Heisterkamp, Alexander; Kalies, Stefan Michael Klaus
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Cómo el daño localizado en el disco Z afecta la generación de fuerza y la expresión génica en los cardiomiocitos
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Bioingeniería
Palabras clave
Función
Disco Z
Cardiomiocitos
Derivados de HPSC
Generación de fuerza
Expresión génica
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 26
Citaciones: Sin citaciones
La función adecuada de los cardiomiocitos (CMs) está altamente relacionada con el disco Z, el cual tiene un papel fundamental en la función citoesquelética sarcomérica. Para comprender mejor las miocardiopatías relacionadas con el disco Z, se deben desarrollar nuevos modelos de daño en el disco Z. Los CMs derivados de células madre pluripotentes humanas (hPSC) pueden servir como un modelo in vitro para entender mejor el citoesqueleto sarcomérico. Un sistema láser de femtosegundos puede ser aplicado para la aplicación de daño localizado y definido dentro de las células, ya que los discos Z individuales pueden ser removidos. Hemos investigado los cambios en la generación de fuerza a través de la microscopía de fuerza de tracción, y en la expresión génica después de la manipulación del disco Z en CMs derivados de hPSC. Observamos un debilitamiento significativo de la generación de fuerza después de la eliminación de un disco Z. Sin embargo, no se detectaron cambios significativos en el número de contracciones después de la manipulación. El gen relacionado con el estrés NF-kB fue significativamente regulado al alza. Además, la alfa-actinina y la filamina-C fueron reguladas al alza, lo que apunta a la remodelación del disco Z y del citoesqueleto sarcomérico. Finalmente, la troponina I cardíaca y la troponina T muscular cardíaca fueron significativamente reguladas a la baja. Nuestros resultados permiten una mejor comprensión del acoplamiento transcripcional del daño del disco Z y la relación del daño con la generación de fuerza, y por lo tanto finalmente allanan el camino hacia nuevas terapias de trastornos sarcoméricos.
Descripción
La función adecuada de los cardiomiocitos (CMs) está altamente relacionada con el disco Z, el cual tiene un papel fundamental en la función citoesquelética sarcomérica. Para comprender mejor las miocardiopatías relacionadas con el disco Z, se deben desarrollar nuevos modelos de daño en el disco Z. Los CMs derivados de células madre pluripotentes humanas (hPSC) pueden servir como un modelo in vitro para entender mejor el citoesqueleto sarcomérico. Un sistema láser de femtosegundos puede ser aplicado para la aplicación de daño localizado y definido dentro de las células, ya que los discos Z individuales pueden ser removidos. Hemos investigado los cambios en la generación de fuerza a través de la microscopía de fuerza de tracción, y en la expresión génica después de la manipulación del disco Z en CMs derivados de hPSC. Observamos un debilitamiento significativo de la generación de fuerza después de la eliminación de un disco Z. Sin embargo, no se detectaron cambios significativos en el número de contracciones después de la manipulación. El gen relacionado con el estrés NF-kB fue significativamente regulado al alza. Además, la alfa-actinina y la filamina-C fueron reguladas al alza, lo que apunta a la remodelación del disco Z y del citoesqueleto sarcomérico. Finalmente, la troponina I cardíaca y la troponina T muscular cardíaca fueron significativamente reguladas a la baja. Nuestros resultados permiten una mejor comprensión del acoplamiento transcripcional del daño del disco Z y la relación del daño con la generación de fuerza, y por lo tanto finalmente allanan el camino hacia nuevas terapias de trastornos sarcoméricos.