Developing a Soft Micropatterned Substrate to Enhance Maturation of Human Induced Pluripotent Stem Cell-Derived Cardiomyocytes (hiPSC-CMs)
Notice bibliographique
Résumé
ABSTRACT Human induced pluripotent stem cell-derived cardiomyocytes (hiPSC-CMs) offer numerous advantages as a biological model, yet their inherent immaturity compared to adult cardiomyocytes poses significant limitations. This study addresses hiPSC-CM immaturity by introducing a novel physiologically relevant micropatterned substrate for long-term culture and maturation. A novel microfabrication technique combining laser etching and casting creates a micropatterned polydimethylsiloxane (PDMS) substrate with varying stiffness, from 2 to 50 kPa, mimicking healthy and fibrotic cardiac tissue, respectively. Platinum electrodes integrated into the cell culture chamber enabled pacing of cells at various frequencies. Subsequently, cells were transferred to the incubator for time-course analysis, ensuring contamination-free conditions. Cell contractility, cytosolic Ca 2+ transient, sarcomere orientation, distribution, and nucleus aspect ratio are analyzed in a 2D hiPSC-CM monolayer up to 90 days post-replating in relation to substrate micropattern dimensions. Culturing hiPSC-CMs for three weeks on a micropatterned PDMS substrate (2.5-5 µm deep, 20 µm center-to-center spacing of grooves, 2-5 kPa stiffness) emerges as optimal for cardiomyocyte alignment, nucleus aspect ratio, contractility, and cytosolic Ca 2+ transient. The study provides significant insights into substrate stiffness effects on hiPSC-CM contractility and Ca 2+ transient at immature and mature states. Maximum contractility and fastest Ca 2+ transient kinetics occur in mature hiPSC-CMs cultured for two to four weeks, with the optimum at three weeks, on a soft micropatterned PDMS substrate. This new substrate offers a promising platform for disease modeling and therapeutic interventions.
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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 | 0,000 |
| 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 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 ».