In Vivo Assessment of Pluripotent Stem Cell Derived Cardiomyocytes in Rhythm Disorders


Turhan M. U., Çağavi E., Örs G., Söztekin G. İ.

XVI. ULUSAL TIBBİ BİYOLOJİ VE GENETİK KONGRESİ, Muğla, Turkey, 27 - 30 October 2019, pp.68, (Full Text)

  • Publication Type: Conference Paper / Full Text
  • City: Muğla
  • Country: Turkey
  • Page Numbers: pp.68
  • Istanbul University-Cerrahpasa Affiliated: No

Abstract

Long QT Syndrome (LQTS) is a rhythm disorder that predominantly affects the repolarization phase of the heart muscle action potential in the pediatric and adult age groups. Mutations in the KCNQ1 gene encoding the K + channel in cardiomyocytes may lead to ion conduction disorders characterized by the prolongation of the QT interval in electrocardiography (ECG) recordings from patients of LQTS Type-1. In this study; the potential therapeutic use of cell transplantation in arrythmia have been evaluated in 2 different transgenic lines for the first time in the literature. Hearts of the Kcnq1A340E/A340E and Kcnq1+/- transgenic mouse strains were injected from the apex with 1x105 wild type embryonic stem cell-derived cardiomyocytes. In order to investigate the electrophysiological effects of injection on cardiac function and QT interval, ECG measurements taken before and after cell transplantation were compared with SHAM controls. Our findings reveal that, 50% of the operated transgenic mice showed the to a decrease in the corrected QT (QTc) compared to SHAM control, suggestive of amelioration of the disease phenotype after cell transplantation. Moreover, 30% of the transgenic mice did not show any change in QTc, while 20% showed an increase in QTc. The variety of response to treatment and electrophysiological and phenotype variations observed among patients in the clinic are likewise determined in the transgenic mouse models. Immunohistochemical analyzes of the transplanted cells on day 7 and 14 of operation showed that the transplanted cells were live and integrated in the heart muscle expressing cardiac troponin T protein. In the light of these findings, future translational studies may be designed to allow the development of new cell-therapy based approaches for clinical management of arrhythmias

Klinikte pediatrik ve erişkin yaş grubunda yaklaşık 1:2000 insidansında rastlanılan Uzun QT Sendromu (UQTS), kalp kası hücresinin aksiyon potansiyeli repolarizasyon fazını ağırlıklı olarak etkileyen bir ritim bozukluğudur. Kardiyomiyositlerde K+ kanalını kodlayan KCNQ1 genindeki mutasyonlar iyon iletiminde bozukluklara neden olmakta ve bu durum hastalardan alınan elektrokardiyografi (EKG) kayıtlarında QT aralığından uzama ile karakterize UQTS Tip-1 olarak tanımlanmaktadır. Yaptığımız çalışmada; UQTS Tip-1’i farede modellememize olanak sağlayan 2 farklı transgenik soy kullanılarak hücre transplantasyonunun aritmi tedavisinde kullanım potansiyeli literatürde ilk olarak değerlendirilmiştir. Kcnq1A340E/A340E ve Kcnq1+/- transgenik fare modellerinde kalbin apeks bölgesinden vahşi tip embriyonik kök hücre temelli sağlıklı genotipte 1x105 kardiyomiyosit enjeksiyonu yapılmıştır. Yapılan enjeksiyonun kalp fonksiyonu ve QT aralığındaki elektrofizyolojik etkilerini incelemek amacıyla hücre transplantasyonu öncesi ve sonrasındaki 4. ile 7. günde alınan EKG ölçümleri, SHAM kontrolleri ile karşılaştırılmıştır. Elde edilen bulgular neticesinde, opere edilen aritmi modeli transgenik farelerin, %50’sinde düzenlenmiş QT (QTc) değerinde düşüşe bağlı olarak, tranplantasyonun hastalık fenotipini iyileştirici etkisini göstermiştir. Post-operatif değerlendirmelerde, transgenik farelerin %30’unda QTc değerinin değişmediği tespit edilirken %20’sinde QTc değerinde artış gözlenmiştir. Klinikte hastalar arasında gözlenen elektrofizyolojik ve fenotip varyasyonlar ile tedaviye verilen cevabın çeşitliliği transgenik fare modellerinde de tespit edilmiştir. Operasyonun 7. ve 14. gününde yapılan immünohistokimyasal analizler, transplante edilen hücrelerin canlı olduklarını ve kardiyomiyosit belirteci olan kardiyak Troponin T proteinini ürettikleri gösterilmiştir. Bu çalışma ile UQTS Tip-1 fare modellerinde hücresel tedavinin aritmi bulguları üzerindeki etkisi ilk olarak incelenmiş ve önemli olarak iyileştirici etkileri tespit edilmiştir. Yaptığımız çalışmanın ortaya koyduğu bulgular ışığında gelecekte yapılacak kliniğe yönelik translasyonel çalışmalar, aritmilerin tedavisine yönelik yeni hücresel tedavi yaklaşımların geliştirilmesine olanak sağlayabilir