Simultaneous Widefield Voltage and Dye-Free Optical Mapping Quantifies Electromechanical Waves in Human Induced Pluripotent Stem Cell-Derived Cardiomyocytes
Notice bibliographique
Résumé
Coupled electromechanical waves define a heart's function in health and diseases. Optical mapping of electrical waves using fluorescent labels offers mechanistic insights into cardiac conduction abnormalities. Dye-free/label-free mapping of mechanical waves presents an attractive non-invasive alternative. In this study, we developed a simultaneous widefield voltage and interferometric dye-free optical imaging methodology that was used as follows: (1) to validate dye-free optical mapping for quantification of cardiac wave properties in human iPSC-cardiomyocytes (CMs); (2) to demonstrate low-cost optical mapping of electromechanical waves in hiPSC-CMs using recent near-infrared (NIR) voltage sensors and orders of magnitude cheaper miniature industrial CMOS cameras; (3) to uncover previously underexplored frequency- and space-varying parameters of cardiac electromechanical waves in hiPSC-CMs. We find similarity in the frequency-dependent responses of electrical (NIR fluorescence-imaged) and mechanical (dye-free-imaged) waves, with the latter being more sensitive to faster rates and showing steeper restitution and earlier appearance of wavefront tortuosity. During regular pacing, the dye-free-imaged conduction velocity and electrical wave velocity are correlated; both modalities are sensitive to pharmacological uncoupling and dependent on gap-junctional protein (connexins) determinants of wave propagation. We uncover the strong frequency dependence of the electromechanical delay (EMD) locally and globally in hiPSC-CMs on a rigid substrate. The presented framework and results offer new means to track the functional responses of hiPSC-CMs inexpensively and non-invasively for counteracting heart disease and aiding cardiotoxicity testing and drug development.
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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 | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| 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 ».