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Engenharia Biomédica da Natureza (2023)Cite este artigo
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O estudo da fisiologia cardíaca é dificultado por diferenças fisiológicas entre humanos e modelos de pequenos animais. Aqui relatamos a geração de organoides cardíacos humanos vascularizados, multicâmaras e auto-ritmados, formados sob estresse anisotrópico e sua aplicabilidade ao estudo da arritmia cardíaca. Sensores embutidos nos organoides cardíacos permitiram a medição simultânea da captação de oxigênio, potenciais de campo extracelular e contração cardíaca em resoluções superiores a 10 Hz. Este sistema microfisiológico revelou ciclos respiratórios cardíacos de 1 Hz que estão acoplados à atividade elétrica e não à atividade mecânica dos cardiomiócitos. Este acoplamento eletro-mitocondrial foi impulsionado por oscilações de cálcio mitocondriais que conduzem os ciclos respiratórios. A inibição farmacêutica ou genética deste acoplamento resulta em comportamento arritmogénico. Mostramos que o quimioterápico mitoxantrona induz arritmia através da interrupção dessa via, processo que pode ser parcialmente revertido pela coadministração de metformina. Nossos sistemas cardíacos microfisiológicos podem facilitar ainda mais o estudo da dinâmica mitocondrial dos ritmos cardíacos e avançar na nossa compreensão da fisiologia cardíaca humana.
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Os dados de sequenciamento estão disponíveis no NCBI GEO, sob o número de acesso GSE234907. Os dados para os números são fornecidos com este documento. Todos os dados que apoiam os resultados deste estudo estão disponíveis no artigo e em suas Informações Suplementares. Os dados de origem são fornecidos com este artigo.
O software de análise personalizado está disponível em https://github.com/mohammadghosheh95/Heart-on-a-Chip.
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