Auswirkungen proarrhythmischer Substanzen auf einen spannungsabhängigen Fluoreszenzsensor in Engineered Heart Tissues

Abstract

In dieser Arbeit wurden die Auswirkungen proarrhythmischen Substanzen auf EHTs analysiert, welche aus hiPSC-CM generiert und mit dem genetisch kodierten Spannungssensor ArcLight A242 mittels AAV transduziert wurden. Es wurde die Indikatorsubstanz E-4031 und jeweils drei Substanzen aus den im Rahmen der CiPA-Studie erstellen TdP-Risikogruppen ausgewählt und untersucht. Der GEVI ArcLight A242, welcher als Surrogat für das Aktionspotential dient, konnte konzentrationsabhängige, repolarisationsverzögernde Effekte mittels automatisierte Kontraktions- und Fluoreszenzmessung zuverlässig detektieren, wodurch ein Zusammenhang zwischen der Blockierung der hERG-Kanäle und den der Repolarisationsverzögerung des ArcLight Fluoreszenzsignals bestätigt wird. Diese Ergebnisse zeigen, dass die Analyse von spannungsabhängigen Fluoreszenzsensoren in EHTs, als in vitro Modellsystem zur prädiktiven Analyse von proarrhythmischen Substanzen geeignet ist und als Alternative zu Tiermodellen in Frage kommt. Um die prädiktive Aussagekraft zu erhöhen, könnte zusätzlich ein Calciumsensor in die EHTs transduziert werden. Dadurch wäre es möglich, die intrazelluläre Calcium-Dynamik und elektrische Aktivität gemeinsam zu analysieren. Positive Folgen wären ein umfangreicheres Verständnis der Wirkstoffeffekte auf die elektromechanische Kopplung, wie auch eine potenziell verbesserte Bewertung des proarrhythmischen Risikos.