Microelectrode array -mittaukset sydänmallin kehittämisessä
Hyyppä, Joel Simeon (2018)
Hyyppä, Joel Simeon
2018
Lääketieteen lisensiaatin tutkinto-ohjelma - Licentiate's Degree Programme in Medicine
Lääketieteen ja biotieteiden tiedekunta - Faculty of Medicine and Life Sciences
This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Hyväksymispäivämäärä
2018-10-12
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:uta-201810192728
https://urn.fi/URN:NBN:fi:uta-201810192728
Tiivistelmä
Lääketutkimuksia ja toksikologisia testejä varten tarvitaan luotettavia solumalleja. Tässä tutkimuksessa seurattiin ja verrattiin sydänmalliviljelmien ja pelkästään kardiomyosyyttejä sisältävien soluviljelmien syketaajuuden, kenttäpotentiaalin keston (field potential duration, FPD) ja sähkökäyrän muodon kehittymistä 25 päivän ajan microelectrode array (MEA) -järjestelmällä. Viimeistä edellisenä mittauspäivänä suoritettiin haloperidolialtistus, jonka vaikutuksia syketaajuuteen, kenttäpotentiaalin kestoon ja sähkökäyrän muotoon tutkittiin. Kahta eri haloperidolipitoisuutta käytettiin: 1 μmol/l ja 10 μmol/l. Tavoitteena oli saada viitteitä haloperidolin QT-aikaa pidentävästä vaikutuksesta. MEA-mittauksista määritettävä FPD vastaa elektrokardiogrammista mitattavaa QT-aikaa. Syketaajuuden, FPD:n ja sähkökäyrän muodon tarkastelua varten kehitettiin Matlab-pohjainen add-on-ohjelma, Vanellus CardioCalculator, jonka toimivuutta ja soveltuvuutta tutkimuksessa myös testattiin.
Kardiomyosyytit erilaistettiin alkioperäisistä kantasoluista. Sydänmallissa on kardiomyosyyttien lisäksi napanuoran laskimon endoteelisoluja sekä rasvakudoksen stroomasoluja. Kardiomyosyyttien erilaistus suoritettiin kuusikuoppalevyillä. Viiden viikon viljelyn jälkeen kardiomyosyytit siirrostettiin kahdelle kuusikuoppaisille MEA-levylle. Kymmenessä kuopassa oli sydänmallia ja kahdessa pelkästään kardiomyosyyttejä. Kahdessa sydänmallikuopassa käytettiin suurempaa kardiomyosyyttitiheyttä.
Sähkökäyrän kehitys oli positiivista toiselle ja kolmannelle viikolle asti MEA-levylle siirrostamisen jälkeen. Kolmannella ja neljännellä viikolla havaittiin sykkeen epäsäännöllistymistä ja sähkökäyrän muodon huonontumista. Sekä sydänmalliviljelmillä että pelkästään kardiomyosyyttejä sisältävillä viljelmillä saatiin muodoltaan kelvollisia sähkökäyriä. Pelkästään kardiomyosyyttejä sisältävien viljelmien sähkökäyrän ominaisuudet vaikuttivat säilyvän kelvollisina pitempään kuin sydänmalliviljelmien.
Ainoastaan kahdesta sydänmallia sisältävästä kuopasta saatiin analysointikelpoisia mittaustuloksia haloperidolialtistuksen jälkeen. Näissä havaittiin hidastunutta sykettä ja pidentyneitä FPD-arvoja.
Vanellus CardioCalculator osoittautui toimivaksi ohjelmaksi syketaajuuden ja FPD:n määritykseen sekä sähkökäyrän muodon tarkasteluun. Mittaustulosten kelvollisuuden silmämääräinen arviointi tosin osoittautui aikaa vieväksi.
Tämän opinnäytteen alkuperäisyys on tarkastettu Turnitin OriginalityCheck -ohjelmalla Tampereen yliopiston laatujärjestelmän mukaisesti.
Kardiomyosyytit erilaistettiin alkioperäisistä kantasoluista. Sydänmallissa on kardiomyosyyttien lisäksi napanuoran laskimon endoteelisoluja sekä rasvakudoksen stroomasoluja. Kardiomyosyyttien erilaistus suoritettiin kuusikuoppalevyillä. Viiden viikon viljelyn jälkeen kardiomyosyytit siirrostettiin kahdelle kuusikuoppaisille MEA-levylle. Kymmenessä kuopassa oli sydänmallia ja kahdessa pelkästään kardiomyosyyttejä. Kahdessa sydänmallikuopassa käytettiin suurempaa kardiomyosyyttitiheyttä.
Sähkökäyrän kehitys oli positiivista toiselle ja kolmannelle viikolle asti MEA-levylle siirrostamisen jälkeen. Kolmannella ja neljännellä viikolla havaittiin sykkeen epäsäännöllistymistä ja sähkökäyrän muodon huonontumista. Sekä sydänmalliviljelmillä että pelkästään kardiomyosyyttejä sisältävillä viljelmillä saatiin muodoltaan kelvollisia sähkökäyriä. Pelkästään kardiomyosyyttejä sisältävien viljelmien sähkökäyrän ominaisuudet vaikuttivat säilyvän kelvollisina pitempään kuin sydänmalliviljelmien.
Ainoastaan kahdesta sydänmallia sisältävästä kuopasta saatiin analysointikelpoisia mittaustuloksia haloperidolialtistuksen jälkeen. Näissä havaittiin hidastunutta sykettä ja pidentyneitä FPD-arvoja.
Vanellus CardioCalculator osoittautui toimivaksi ohjelmaksi syketaajuuden ja FPD:n määritykseen sekä sähkökäyrän muodon tarkasteluun. Mittaustulosten kelvollisuuden silmämääräinen arviointi tosin osoittautui aikaa vieväksi.
Tämän opinnäytteen alkuperäisyys on tarkastettu Turnitin OriginalityCheck -ohjelmalla Tampereen yliopiston laatujärjestelmän mukaisesti.