Mapeo electrofisiológico de corazones embrionarios de ratón: mecanismos para el cambio de marcapasos en el desarrollo y la vía de conducción internodal.
Año de publicación:
2011
Identificación de PubMed:
21985309
Subvenciones de financiación:
Resumen público:
Utilizando cardiomiocitos derivados de células madre embrionarias humanas (hESC-CM) y cuerpos embrioides (EB), previamente demostramos que las proteínas intracelulares que manejan Ca2+ se desarrollaron temprano y contribuyeron a la automaticidad dominante durante la diferenciación de hESC-CM. Los canales iónicos sarcolemales evolucionaron más tarde tras una mayor diferenciación dentro de los EB y desempeñaron un papel cada vez mayor en el control de la automaticidad y las propiedades electrofisiológicas (EP) de los hESC-CM. Aquí, verificamos nuestros hallazgos con preparaciones de corazón embrionario de ratón a nivel de órgano. Encontramos que la actividad de marcapasos dominante se originó en la región del tracto de entrada izquierdo en edades embrionarias de 8.5 días (E8.5), pero cambió al nódulo sinusal derecho en E12.5. Además, mostramos que la automaticidad mediada por calcio intracelular se desarrolla temprano y es el principal mecanismo de generación de pulso en el tracto de entrada izquierdo de los corazones E8.5. Más adelante en el desarrollo, en E12.5, los canales iónicos sarcolemales se desarrollan en el nódulo sinusal en un momento en que los canales del marcapasos están regulados negativamente en el tracto de entrada izquierdo, lo que lleva a un cambio en la ubicación dominante del marcapasos. Por lo tanto, demostramos que el desarrollo mecánico diferencial de la automaticidad entre las regiones del tracto de entrada izquierdo y derecho confiere el cambio de ubicación del marcapasos. Además, encontramos que una vía del nódulo sinusal-nódulo auriculoventricular (internodal) independiente del canal de sodio media la conducción internodal en los corazones E12.5.
Resumen científico:
Mapeo eléctrico de corazones embrionarios de ratón. Introducción: Comprender el desarrollo del nódulo sinoauricular (SAN) podría ayudar a desarrollar terapias para la disfunción del SAN. Sin embargo, la investigación electrofisiológica del desarrollo de SAN sigue siendo difícil porque los ratones mutantes con disfunciones de SAN son frecuentemente letales desde el punto de vista embrionario. Por lo tanto, la mayor parte de la investigación sobre el desarrollo de SAN se limita a observaciones inmunocitoquímicas sin estudios funcionales comparables. Métodos y resultados: Aplicamos un sistema de registro de matriz de electrodos múltiples (MEA) para estudiar el desarrollo de SAN en corazones de ratón aislados de forma aguda en edades embrionarias (E) de 8.5 a 12.5 días. Las frecuencias cardíacas fisiológicas se restauraron de forma rutinaria, lo que permitió una evaluación funcional precisa del desarrollo de SAN. Encontramos que la actividad de marcapasos dominante se originó en la región del tracto de entrada izquierdo (LIFT) en E8.5, pero cambió al SAN derecho en E12.5. Combinando registros de MEA y agentes farmacológicos, mostramos que la automaticidad mediada por calcio intracelular (Ca(2+)) se desarrolla temprano y es el principal mecanismo de generación de pulso en el LIFT de corazones E8.5. Más adelante en el desarrollo, en E12.5, los canales iónicos sarcolemales se desarrollan en el SAN en un momento en que los canales del marcapasos están regulados a la baja en el LIFT, lo que lleva a un cambio en la ubicación dominante del marcapasos. Además, las bajas concentraciones micromolares de tetrodotoxina (TTX), un bloqueador de los canales de sodio, afectan mínimamente el ritmo del marcapasos en E8.5-E12.5, pero suprimen la activación auricular y revelan una vía del nódulo auriculoventricular (internodal) SAN resistente a TTX que media la conducción en corazones E12.5. Conclusiones: Utilizando un método de mapeo fisiológico, demostramos que el desarrollo mecánico diferencial de la automaticidad entre las regiones del tracto de entrada izquierdo y derecho confiere el cambio de ubicación del marcapasos. Además, una vía resistente a TTX media la conducción internodal preferencial en corazones de ratón E12.5. (J Cardiovasc Electrophysiol, vol. págs. 1-10).