Проведение возбуждения и сократительная функция кардиомиоцитов, полученных из человеческих индуцированных плюрипотентных стволовых клеток: анализ методом визуализации поля движения в сравнении с моделью изолированного сердца морской свинки

С помощью метода визуализации поля движения мы охарактеризовали проведение возбуждения и сокращение слоя кардиомиоцитов, полученных из человеческих индуцированных плюрипотентных стволовых клеток (hiPS-CMs). Слой hiPS-CMs размером 2,8 × 2,8 мм позволил одновременно измерять проведение возбуждения и сократительную функцию в одних и тех же клетках. Мы изучили фармакологические реакции hiPS-CMs на четыре типичных модулятора функции сердца: блокатор натриевых каналов лидокаин, блокатор кальциевых каналов дилтиазем, ингибитор щелевых контактов карбеноксолон и β-адренергический стимулятор изопротеренол. Полученные результаты сравнили с данными модели изолированного сердца морской свинки, перфузируемого по методу Лангендорфа. Скорость распространения волн возбуждения в hiPS-CMs снижалась под действием лидокаина, дилтиазема и карбеноксолона и повышалась под действием изопротеренола. Эти результаты согласовывались с изменениями параметров проведения возбуждения на электрокардиограмме (длительности комплекса QRS, интервала PR и зубца P) в модели сердца морской свинки по методу Лангендорфа. Максимальные скорости сокращения и расслабления, отражающие соответствующую кинетику hiPS-CMs, снижались под действием лидокаина и дилтиазема и повышались под действием изопротеренола. Эти результаты также соответствовали изменениям параметров сократительной функции и расслабления, определённым по давлению в левом желудочке (LVdP/dtmax и LVdP/dtmin) в модели сердца морской свинки по методу Лангендорфа. Полученные данные позволяют предположить, что hiPS-CMs могут использоваться для оценки кардиотоксичности, связанной с нарушениями проведения возбуждения или сократительной функции, и, таким образом, подходят для комплексной оценки функции сердца.