Zeitschrift für Physikalische Chemie und Biophysik
Offener Zugang
ISSN: 2161-0398
ISSN: 2161-0398
Amuzescu B, Scheel O und Knott T
Jüngste Fortschritte in der Technologie embryonaler Stammzellen und humaner induzierter pluripotenter Stammzellen ermöglichten die effektive Erzeugung kultivierter Kardiomyozytenpräparate mit einer Reinheit von über 99 %, wodurch sie für automatisierte Patchclamp-Ansätze geeignet wurden. Verglichen mit aktuellen Hochdurchsatzmethoden für Arzneimittelscreenings, wie Fluoreszenztests mit kalziumsensitiven oder transmembranpotentialsensitiven Farbstoffen oder Feldpotentialaufzeichnungen und Aktivierungskartierung mit Multielektrodenarrays, bieten Patch-Clamp-Experimente die Möglichkeit, Aktionspotentialaufzeichnungen im Current-Clamp-Modus mit einer detaillierten Charakterisierung der Arzneimittelwirkungen auf mehrere Ionenstromkomponenten mit sorgfältig entwickelten Voltage-Clamp-Protokollen zu kombinieren, was zu einem tiefgreifenden Verständnis der Bedingungen und Mechanismen der Arrhythmogenese führt, insbesondere in Kombination mit computergestützten Modellen der zellulären Elektrophysiologie. Die kürzlich veröffentlichten Richtlinien für den Comprehensive in vitro ProArrhythmia Assay (CiPA) betonen die Bedeutung pharmakologischer Tests an mehreren Herzionenkanälen, darunter mindestens Nav1.5 (früh und spät), Cav1.2, hERG1, Kv7.1/minK und Kir2.1, über Voltage-Clamp-Protokolle anstelle eines einfachen hERG-Screenings in Kombination mit Computermodellierung, um die proarrhythmische Anfälligkeit eines Arzneimittelkandidaten zu bestimmen. Darüber hinaus werden Patch-Clamp-Assays an patientenspezifischen induzierten pluripotenten Kardiomyozyten aus Stammzellen die aktuellen molekularen Diagnosemethoden bei Herzkanalopathien verbessern, indem sie die fehlerhafte Stromkomponente identifizieren und die Arzneimittelempfindlichkeit mutierter Kanäle individualisieren, was ein Fortschritt für Ansätze der personalisierten Medizin ist.