单细胞离子电流表型化在自动化药物实验中阐明了心肌细胞的非正规特征和预测潜力

科学领域:

• 心血管药理和电生理学心血管药理和电生理学
• 基于干细胞的药物发现.
• 自动化电生理学试验.

背景情况:

• 目前的临床前药物查对前节律不良潜力过于保守,错误地分类安全化合物.
• 人类诱导的多能干细胞衍生心肌细胞 (iPSC-CMs) 是一个有前途的体外模型,但手动补丁限制了吞吐量.
• 需要更有效,更准确的方法来评估药物诱导的心脏风险.

研究的目的:

• 通过使用自动补丁来进行中等通量药物选试验的概念验证.
• 描述药物在不同度下对iPSC-CMs的电生理作用.
• 在自动化补丁实验设置中研究iPSC-CMs的改变电生理学.

主要方法:

• 使用自动补丁系统从单个iPSC-CM中获取电压 (VC) 和动力电位 (AP) 数据.
• 测试了基线和多重度 (3×,10×,20×有效的自由血度) 的药物效应.
• 分析了特定的离子电流 (I_Na,I_f,I_Ks,I_Kr) 和AP上电冲动的特性.

主要成果:

• 已经确立了I_Na阻断和行动潜力的相对相关性,在弗莱卡因或治疗后,上风减缓.
• 在用治疗后观察到I_f和I_Ks电流的显著减少.
• 没有发现可检测的I_Kr块,并注意到为自动补丁实验准备的iPSC-CM中没有I_Kr块,与手动补丁结果形成鲜明对比.

结论:

• 开发的自动化补丁方法为评估药物前节律潜力提供了一种可行的中等通量方法.
• 在自动补丁设置中描述了iPSC-CMs的非正规电生理学,突出了与手工实验的差异.
• 这些发现强调了在自动化电生理学中理解细胞制备效应的重要性,以准确评估药物安全性.