FenixEdu™

Dissertação

Scalable production of cardiomyocytes derived from human-induced pluripotent stem cells for the development of biological ventricular assist devices EVALUATED

Detalhes: O aumento da incidência de doença cardíaca isquémica, juntamente com a reduzida capacidade de auto-regeneração do coração humano, constituem um grande desafio moderno da investigação biomédica. Após enfarte do miocárdio, estima-se que sejam necessários mais de mil milhões de cardiomiócitos, uma quantidade extremamente elevada e trabalhosa de gerar, para o desenvolvimento de dispositivos biológicos de assistência ventricular (BioVADs) clinicamente relevantes. Neste âmbito, foi aqui desenvolvido um bioprocesso dimensionável para a expansão de cardiomiócitos derivados de células estaminais humanas pluripotentes induzidas (hiPSC-CMs) em biorreactores de tanque agitado (STB). Este consiste na ativação continuada da via de sinalização Wnt através de perfusão ininterrupta de meio suplementado com CHIR99021, associada a um condicionamento hipóxico ligeiro através do controlo dos níveis de oxigénio dissolvido a 10%. O bioprocesso otimizado levou à redução da produção de espécies reativas de oxigénio em 30%, e aumentou significativamente a capacidade de proliferação dos hiPSC-CMs em comparação com a cultura operada em condições atmosféricas (21% O2), resultando numa expansão de 10.4±0.8 e 5.0±1.7, respetivamente. Findo o processo de expansão, os agregados de hiPSC-CMs apresentavam batimento espontâneo e uma elevada percentagem de células (>90%) que expressavam marcadores cardíacos intracelulares. Além disso, os hiPSC-CMs gerados mantiveram a capacidade de maturar, revelando um perfil de expressão genética mais maduro, alinhamento dos sarcómeros e mitocôndrias mais desenvolvidas após três semanas em cultura. Finalmente, o bioprocesso otimizado foi ampliado com sucesso, de uma escala de 200 mL para 2 L, confirmando a capacidade do mesmo para produzir hiPSC-CMs intensivamente para a criação de BioVADs.
Keywords: cardiomiócitos derivados de hiPSCs, culturas celulares 3D, biorreactores de tanque agitado, otimização de bioprocesso, medicina regenerativa cardíaca

Discussão: novembro 14, 2023, 14:30

Documentos da dissertação ainda não disponíveis publicamente