Modelado bioacústico de cardiomiocitos humanos derivados de iPSC en tejido cardíaco 3D.

La generación de tejidos funcionales tridimensionales (3D) que puedan restaurar la estructura y/o función del miocardio dañado es un objetivo central en la medicina regenerativa cardíaca. Además, la creación de modelos de tejido in vitro de alta fidelidad puede mejorar nuestra comprensión de diversos procesos biológicos, incluido el desarrollo del corazón, el daño al miocardio y las enfermedades. La creación de construcciones de tejido 3D que imiten el miocardio nativo requiere una selección adecuada de fuente celular y biomaterial que se asemeje a la estructura del tejido nativo y respalde la viabilidad, función, integración electromecánica con el tejido huésped y vascularización de las células. Hasta la fecha, la mayoría de las tecnologías que permiten el control sobre la disposición espacial de las células en construcciones de tejidos 3D se basan en el ensamblaje de hidrogeles a microescala que encapsulan células, la siembra de células en estructuras con arquitectura definida y técnicas de fabricación aditiva/bioimpresión 3D. Si bien estas técnicas se han utilizado con éxito en una amplia gama de aplicaciones, incluida la regeneración de huesos y piel, la administración de genes y la diferenciación celular, aún no son capaces de lograr densidades de empaquetamiento celular espacialmente controladas y fisiológicamente relevantes, comparables a las de las células nativas. Tejido cardíaco para aplicaciones cardiovasculares. Utilizando el principio de onda de Faraday para inducir patrones en medio líquido, recientemente demostramos una agregación rápida y dinámica de objetos a microescala (p. ej., esferoides celulares) en diversos conjuntos de configuraciones geométricas en la interfaz aire-líquido. En este estudio, al aplicar ondas de Faraday al prepolímero de fibrina, se modelaron rápidamente (<10 s) cardiomiocitos derivados de células madre pluripotentes inducidas por humanos (hiPSC-CM) en construcciones 3D simétricas, ordenadas y muy compactas. Dentro de las regiones de alta densidad celular, los hiPSCCM demostraron una viabilidad, conexiones intercelulares y función contráctil (fuerza y ​​movimiento) significativamente mejoradas, en comparación con construcciones con distribución celular aleatoria. Nuestros resultados respaldan la viabilidad de crear construcciones de tejido cardíaco en 3D que se aproximen a los tejidos humanos nativos en su densidad, estructura y función celular para diversas investigaciones básicas y aplicaciones clínicas.