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Nature Biomedical Engineering (2023)Citer cet article
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L'étude de la physiologie cardiaque est entravée par les différences physiologiques entre les humains et les petits animaux. Nous rapportons ici la génération d’organoïdes cardiaques humains vascularisés à votre rythme et à plusieurs chambres formés sous un stress anisotrope et leur applicabilité à l’étude de l’arythmie cardiaque. Les capteurs intégrés dans les organoïdes cardiaques ont permis de mesurer simultanément la consommation d'oxygène, les potentiels de champ extracellulaire et la contraction cardiaque à des résolutions supérieures à 10 Hz. Ce système microphysiologique a révélé des cycles respiratoires cardiaques de 1 Hz couplés à l'activité électrique plutôt qu'à l'activité mécanique des cardiomyocytes. Ce couplage électro-mitochondrial était piloté par des oscillations calciques mitochondriales entraînant les cycles respiratoires. L'inhibition pharmaceutique ou génétique de ce couplage entraîne un comportement arythmogène. Nous montrons que la mitoxantrone chimiothérapeutique induit une arythmie en perturbant cette voie, un processus qui peut être partiellement inversé par la co-administration de metformine. Nos systèmes cardiaques microphysiologiques pourraient faciliter davantage l’étude de la dynamique mitochondriale des rythmes cardiaques et faire progresser notre compréhension de la physiologie cardiaque humaine.
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Les données de séquençage sont disponibles sur NCBI GEO, sous le numéro d'accès GSE234907. Les données pour les figures sont fournies avec ce document. Toutes les données étayant les résultats de cette étude sont disponibles dans le document et ses informations supplémentaires. Les données sources sont fournies avec ce document.
Le logiciel d'analyse personnalisé est disponible sur https://github.com/mohammadghosheh95/Heart-on-a-Chip.
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