Modeling acute myocardial infarction and cardiac fibrosis using human induced pluripotent stem cell-derived multi-cellular heart organoids
Notice bibliographique
Résumé
Heart disease involves irreversible myocardial injury that leads to high morbidity and mortality rates. Numerous cell-based cardiac in vitro models have been proposed as complementary approaches to non-clinical animal research. However, most of these approaches struggle to accurately replicate adult human heart conditions, such as myocardial infarction and ventricular remodeling pathology. The intricate interplay between various cell types within the adult heart, including cardiomyocytes, fibroblasts, and endothelial cells, contributes to the complexity of most heart diseases. Consequently, the mechanisms behind heart disease induction cannot be attributed to a single-cell type. Thus, the use of multi-cellular models becomes essential for creating clinically relevant in vitro cell models. This study focuses on generating self-organizing heart organoids (HOs) using human-induced pluripotent stem cells (hiPSCs). These organoids consist of cardiomyocytes, fibroblasts, and endothelial cells, mimicking the cellular composition of the human heart. The multi-cellular composition of HOs was confirmed through various techniques, including immunohistochemistry, flow cytometry, q-PCR, and single-cell RNA sequencing. Subsequently, HOs were subjected to hypoxia-induced ischemia and ischemia-reperfusion (IR) injuries within controlled culture conditions. The resulting phenotypes resembled those of acute myocardial infarction (AMI), characterized by cardiac cell death, biomarker secretion, functional deficits, alterations in calcium ion handling, and changes in beating properties. Additionally, the HOs subjected to IR efficiently exhibited cardiac fibrosis, displaying collagen deposition, disrupted calcium ion handling, and electrophysiological anomalies that emulate heart disease. These findings hold significant implications for the advancement of in vivo-like 3D heart and disease modeling. These disease models present a promising alternative to animal experimentation for studying cardiac diseases, and they also serve as a platform for drug screening to identify potential therapeutic targets.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 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) | 0,001 | 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 source (Gemma direct ou Codex distillé), 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 ».