El intercambiador Na+/Ca2+ es un determinante del acoplamiento excitación-contracción en cardiomiocitos ventriculares derivados de células madre embrionarias humanas.
Año de publicación:
2010
Identificación de PubMed:
19719399
Subvenciones de financiación:
Resumen público:
En los cardiomiocitos adultos (CM), el intercambiador Na+/Ca2+ (NCX) es un determinante bien definido de la homeostasis del Ca2+. Desde el punto de vista del desarrollo, la desactivación global de NCX en ratones conduce a una organización miofibrilar anormal, defectos eléctricos y muerte embrionaria temprana. Se sabe poco sobre la expresión y función de NCX en el desarrollo del corazón humano. Las células madre embrionarias humanas (hESC, por sus siglas en inglés) autorrenovables y pluripotentes pueden servir como un excelente modelo experimental. Sin embargo, los CM derivados de hESC son muy heterogéneos. Se generó una línea hESC transducida de manera estable con lentivirus (MLC2v-dsRed) para expresar dsRed bajo el control transcripcional del promotor de la cadena ligera de miosina 2v (MLC2v) restringido ventricular. Electrofisiológicamente, las células dsRed+ diferenciadas de las hESC MLC2vdsRed mostraron potenciales de acción ventriculares (AP), exclusivamente. No se observaron AP auriculares ni marcapasos. Mientras que ICa-L, If e IKr se expresaron con fuerza, IK e IK1 estuvieron ausentes en los hESCCM ventriculares dsRed+. Tras la diferenciación (7+40 a +90 días), la [Ca2+]i basal, la amplitud transitoria de Ca2+, la carrera máxima ascendente y las velocidades de caída aumentaron significativamente (P <0.05). El antagonista de ICa-L, nifedipino (1 μM), disminuyó la amplitud transitoria de Ca2+ (a ~30%) y ralentizó la cinética (~2 veces), pero los transitorios de Ca2+ aún se pudieron provocar incluso después del bloqueo completo de ICa-L, lo que sugiere la presencia de influjos adicionales de Ca2+. De hecho, INCX sensible a Ni2+ se pudo registrar en hESC-CM dsRed+ de 7+40 y +90 días, y sus densidades aumentaron de −1.2 ± 0.6 pA/pF a −120 mV y 3.6 ± 1.0 pA/pF a 60 mV. en 6 y 2 veces, respectivamente. Con [Ca2+]i más alta, los hESC-CM ventriculares de 7+90 días dispararon transitorios de forma espontánea pero irregular ante un único estímulo en una condición externa libre de Na+; sin embargo, sin Na+ extracelular, la nifedipina podría inhibir completamente los transitorios de Ca2+. Concluimos que INCX se expresa funcionalmente en el desarrollo de hESC-CM ventriculares y contribuye a su acoplamiento excitación-contracción.
Resumen científico:
En los cardiomiocitos adultos (CM), el intercambiador Na(+)/Ca(2+) (NCX) es un determinante bien definido de la homeostasis del Ca(2+). Desde el punto de vista del desarrollo, la desactivación global de NCX en ratones conduce a una organización miofibrilar anormal, defectos eléctricos y muerte embrionaria temprana. Se sabe poco sobre la expresión y función de NCX en el desarrollo del corazón humano. Las células madre embrionarias humanas (hESC, por sus siglas en inglés) autorrenovables y pluripotentes pueden servir como un excelente modelo experimental. Sin embargo, los CM derivados de hESC son muy heterogéneos. Se generó una línea hESC transducida de manera estable con lentivirus (MLC2v-dsRed) para expresar dsRed bajo el control transcripcional del promotor de la cadena ligera de miosina 2v (MLC2v) restringido ventricular. Electrofisiológicamente, las células dsRed+ diferenciadas de las hESC MLC2vdsRed mostraron potenciales de acción ventriculares (AP), exclusivamente. No se observaron AP auriculares ni marcapasos. Mientras que I (Ca-L), I (f) e I (Kr) se expresaron de manera robusta, I (Ks) e I (K1) estuvieron ausentes en los hESCCM ventriculares dsRed +. Tras la diferenciación (7+40 a +90 días), la amplitud transitoria basal [Ca(2+)](i), Ca(2+), la carrera ascendente máxima y las velocidades de desintegración aumentaron significativamente (P <0.05). El antagonista I(Ca-L) nifedipina (1 microM) disminuyó la amplitud transitoria de Ca(2+) (a aproximadamente un 30%) y ralentizó la cinética (aproximadamente 2 veces), pero los transitorios de Ca(2+) aún podrían ser se produjo incluso después del bloqueo completo de ICa-L, lo que sugiere la presencia de entradas adicionales de Ca(2+). De hecho, INCX sensible a Ni(2+) se pudo registrar en hESC-CM dsRed+ de 7+40 y +90 días, y sus densidades aumentaron de -1.2 +/- 0.6 pA/pF a -120 mV y 3.6 +/ - 1.0 pA/pF a 60 mV por 6 y 2 veces, respectivamente. Con [Ca(2+)](i) más alta, los hESC-CM ventriculares de 7+90 días dispararon transitorios de forma espontánea pero irregular ante un único estímulo en una condición externa libre de Na(+); sin embargo, sin Na(+) extracelular, la nifedipina podría inhibir completamente los transitorios de Ca(2+). Concluimos que I (NCX) se expresa funcionalmente en el desarrollo de hESC-CM ventriculares y contribuye a su acoplamiento excitación-contracción.