Optogenetic manipulation of cardiac electrical dynamics using sub-threshold illumination: dissecting the role of cardiac alternans in terminating rapid rhythms
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Funding Acknowledgements Type of funding sources: None. Cardiac action potential (AP) shape and propagation are regulated by several key dynamic factors such as ions channel recovery and intracellular Ca2+-cycling. Experimental methods for manipulating AP electrical dynamics commonly use ion channel inhibitors that lack spatial and temporal specificity. In this work, we propose a novel approach based on optogenetics to manipulate cardiac electrical activity employing a light-modulated depolarizing current with intensities that are too low to elicit APs (sub-threshold illumination) but are sufficient to fine-tune AP electrical dynamics. We investigated the effects of sub-threshold illumination in isolated cardiomyocytes and whole hearts by using transgenic mice constitutively expressing a light-gated ion channel (channelrhodopsins-2, ChR2). We find that ChR2-mediated depolarizing current prolongs APs and reduces conduction velocity (CV) in a space-selective and reversible manner. Sub-threshold manipulation also affects the dynamics of cardiac electrical activity, increasing the magnitude of cardiac alternans. We use an optical system that uses real-time feedback control to generate re-entrant circuits with user-defined cycle lengths to explore the role that cardiac alternans plays in spontaneous termination of ventricular tachycardias (VTs). We find that VT stability significantly decreases during sub-threshold illumination primarily due to an increase in the amplitude of electrical oscillations, which implies that cardiac alternans may be beneficial in the context of self-termination of VT.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,007 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,003 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».