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At present, tissue engineering is transforming the area of cardiovascular regenerative medicine, which combines the principles and methods of materials engineering and biological sciences, interacting with biochemical and physicochemical factors, for the understanding of their structure-function relationship. Thus, the course of diseases is reoriented by implementing methods and procedures involved in the regeneration of organs and tissues by means of the interaction with biocompatible matrices, pre-treated organs or stem cell management, among others, thus recovering the functionality in the system affected by acquired pathologies, alterations or congenital defects. Consequently, these procedures are increasingly becoming one the most promising treatment alternative for patients who suffer from any type of functional deficit. Known that all these possibilities make cell cultures a promising study environment to be used in biomedical applications, especially in tissue engineering and regenerative medicine, this manuscript presents a general reviews of established cell lines or primary tissue lines and how cell cultures serve as a model before experimental work on laboratory animals and human subjects which makes it a valuable tool for broad models of study in the research on cardiology. Resumen En la actualidad, la ingeniería de tejidos está transformando el área de la medicina regenerativa cardiovascular, combinando los principios y métodos de la ingeniería de materiales y las ciencias biológicas, interactuando entre factores bioquímicos y fisicoquímicos, para la comprensión de su relación estructura-función. Así, el curso de las enfermedades se viene a reorientar mediante la implementación de métodos y procedimientos implicados en la regeneración de órganos y tejidos a través de la interacción con matrices biocompatibles, órganos pretratados o manejo de células madre, entre otros, recuperando así la funcionalidad en el sistema afectado por enfermedades adquiridas y alteraciones o defectos congénitos. En consecuencia, estos procedimientos se están convirtiendo en una de las alternativas de tratamiento cada vez más prometedoras para los pacientes que sufren de algún tipo de alteración funcional. Considerando que todas estas posibilidades hacen de los cultivos celulares un entorno de estudio prometedor para ser utilizado en aplicaciones biomédicas, especialmente en ingeniería de tejidos y medicina regenerativa, este manuscrito presenta una revisión general de las líneas celulares establecidas o líneas de tejido primario y cómo los cultivos celulares sirven como modelo de evaluación antes del trabajo experimental en animales de laboratorio y sujetos humanos, lo cual los convierte en una herramienta valiosa para amplios modelos de estudio en la investigación en cardiología.

The presence of cartilage tissue in embryonic and adult hearts of various vertebrate species is a well-recorded fact. However, while the embryonic neural crest has been historically considered as the main source of cardiac cartilage, recently reported results on the wide connective potential of epicardial lineage cells suggest they could also differentiate into chondrocytes. During heart embryogenesis, the epicardial epithelium forms over the originally bare myocardial surface from epicardial progenitor (proepicardial) cells to then give rise to a large population of mesenchymal Epicardial-Derived Cells (EPDCs) that will crucially contribute to the building, growth, and maturation of the ventricle and atrioventricular cardiac structures. In this work, we describe the formation of cardiac cartilage clusters from proepicardial cells, both in vivo and in vitro. Our findings report, for the first time, cartilage formation from epicardial progenitor cells in the embryonic heart, and strongly support the concept of proepicardial cells as multipotent connective progenitors. These results are relevant to our understanding of cardiac cell complexity and responses to pathologic stimuli. Universidad de Málaga (UMA18-FEDERJA-146). Campus de Excelencia Internacional Andalucía Tech; Ministerio de Educación (FPU18/05219); Ministerio de Ciencias (RTI2018-095410-B-I00); ISCIII-RETICs (RD16/0011/0030); Consejería de Salud y Familias, Junta de Andalucía (PIER-0084-2019) Universidad de Málaga. Campus de Excelencia Internacional Andalucía Tech.

Durante los últimos 15 años, diferentes laboratorios han descrito la existencia de células madre cardíacas (CSC, del inglés Cardiac Stem Cells) pluripotentes residentes en el intersticio cardíaco. Las CSC, cuyo origen embrionario no ha sido nunca descrito de forma sistemática, fueron caracterizadas por la expresión de un número finito de marcadores moleculares (fundamentalmente c-Kit, Sca1, Bmi1 e Isl1) y su potencial de diferenciación valorado in vitro e in vivo. Diversos estudios concluyeron que las CSC eran capaces de originar distintos tipos celulares cardiovasculares como células endoteliales, células musculares lisas y cardiomiocitos en condiciones de homeostasis y/o tras un daño cardíaco. Esta conclusión permitió considerar a las CSC, al mismo tiempo, como el origen de la renovación de cardiomiocitos durante la vida adulta y como una esperanza para la regeneración terapéutica del corazón enfermo. Sin embargo, diversos estudios han demostrado de manera convincente que, si bien existen células cardíacas residentes que expresan marcadores asociados con la multipotencia, esas células no son pluripotentes y, sobre todo, no tienen capacidad para diferenciarse en cardiomiocitos. Los principales objetivos de esta tesis han sido estudiar las células c-Kit+ y Sca1+ en relación con su origen embrionario, así como su capacidad para interactuar con el microambiente intersticial, en concreto en la banda neurovascular a través de unas moléculas denominadas neurotrofinas. Además, se ha analizado la capacidad de las neurotrofinas para influir en diversos tipos celulares del posible nicho pericoronario. Por último, se ha modificado el microambiente intersticial para examinar la respuesta de estas células en condiciones de deficiencia de neurotrofinas y en condiciones de daño cardíaco.

Tesis Doctoral inédita leída en la Universidad Autónoma de Madrid, Facultad de Ciencias, Departamento de Biología Molecular. Fecha de Lectura: 29-10-2021, Esta tesis tiene embargado el acceso al texto completo hasta el 29-04-2023, El corazón, a diferencia de la mayoría de órganos, no presenta una única población aceptada de células progenitoras adultas. Existe cierta controversia en el campo de las células progenitoras cardíacas, ya que varios autores han definido poblaciones con capacidades progenitoras que presentan características diferenciales. Nuestro grupo ha identificado una población de progenitores cardíacos adultos caracterizada por la expresión de niveles altos de Bmi1 (Bmi1-CPC). Esta población contribuye al recambio de los principales linajes celulares cardíacos en homeostasis, incrementando su aportación tras daño oxidativo. De hecho, la población Bmi1-CPC es esencial en la regeneración/reparación cardíaca tras infarto agudo de miocardio (IAM), desempeñando un papel fundamental en el proceso de revascularización. Se ha establecido que las células Bmi1-CPC residen preferentemente en regiones perivasculares, postulándose una relación de tipo nicho entre ellas y el endotelio cardíaco. Hasta la fecha, el estudio de la población Bmi1-CPC se ha centrado en el análisis de modelos in-vivo y cultivos primarios derivados de ellos. Sin embargo, el trabajo con estos modelos supone importantes limitaciones experimentales. Por esta razón, hemos desarrollado un modelo in-vitro inmortalizado derivado de las células Bmi1-CPC que nos permitiera profundizar en el estudio de esta población. Basamos la estrategia de inmortalización en la inducción de la expresión estable del gen del antígeno grande del poliomavirus S40 de simios (T-SV40). Este modelo, denominado Bmi1-CPC-YFPInm, mantiene las características definitorias de la población Bmi1-CPC y ha resultado una herramienta eficaz para el estudio de la relación entre estas células y el endotelio cardíaco. Utilizando este modelo in-vitro hemos podido definir que el secretoma de las Bmi1- CPC contiene factores que están directamente implicados en la regulación del endotelio. Mediante los factores secretados al espacio extracelular, las Bmi1-CPC inducen la migración de las células endoteliales en su proximidad. Este efecto se hace más intenso en condiciones de daño oxidativo y esta directamente regulado por la quimioquina CXCL12. Además, hemos demostrado que la población Bmi1-CPC tiene capacidad de inducir angiogénesis en condiciones de homeostasis, efecto que se reprime en condiciones de daño oxidativo. De forma adicional, hemos constatado que las células endoteliales influyen sobre las células Bmi1-CPC, generando sobre ellas un efecto protector frente a daño oxidativo. El contacto directo entre ambos tipos celulares reduce, a su vez, la proliferación y los niveles de especies reactivas de oxigeno (ROS) intracelulares en las células Bmi1-CPC. Postulamos que estos efectos podrían deberse a una activación de la ruta de Notch, implicada en la regulación de la proliferación celular, y a modificaciones del flujo autofágico y la actividad metabólica, mecanismos directamente implicados en la producción de ROS. Los datos obtenidos permiten proponer una relación de tipo cross-talk entre las Bmi1- CPC y la vasculatura cardíaca. Estos resultados definirían un mecanismo presente en progenitores residentes en otros órganos para una población de progenitores responsables del mantenimiento y regeneración el tejido cardíaco. Hasta la fecha no hay constancia de la descripción de un mecanismo similar dentro del corazón, lo que podría suponer una aportación relevante dentro del estudio de las poblaciones de progenitores cardíacos adultos

This study aimed to understand the possible effects of acute thermal stress (32ºC, 12 hours) on body temperature using two measurement methods (via probe and rectal), on the morphometric aspects of the heart and aortic artery, on gene expression (superoxide dismutase, glutathione peroxidase-3, nitric oxide synthase, angiotensin-converting enzyme and esterified cholesterol transfer protein), inflammatory parameters (myeloperoxidase and N-acetylglycosaminidase), oxidative stress parameters and nitrite levels in broilers (Cobb 500) at 42 days of age. 36 broilers with 42 days of age were used, distributed in a 2x2 factorial scheme: two thermal environments (comfort at 18ºC and stress at 32ºC) and two methods of measuring body temperature (via probe and rectal). Thermal stress triggered an increase in body temperature regardless of the measurement method. There was a significant effect on the thickness of the aortic artery wall and on the lateral lateral and posterior antero diameters (P

The Wilms’ tumour gene, WT1, encodes a zinc-finger transcription factor involved in the development of several organs. WT1 is expressed during mammalian embryonic development in many tissues, including the urogenital system, spleen, spinal cord, diaphragm, coelomic epithelium and epicardium (Armstrong et al., 1993; Moore et al., 1999; Cano et al., 2016; Ariza et al., 2016; Carmona et al., 2016). Post-transcriptional modifications of the Wt1 pre-mRNA lead to the production of up to 24 different isoforms, which seem to serve distinct but overlapping cellular and developmental functions. We have checked if Wt1 is expressed by the embryonic myocardium. Using transgenic mice lines for lineage tracing (mWt1/IRES/GFPCre;ROSA26REYFP), we have detected a small population of cardiomyocytes from a Wt1-expressing cell lineage in early developmental stages (E8.5-E9.5). These cardiomyocytes were mainly located in the inflow tract, but some of them were observed in the ventricles. We confirmed Wt1 expression by RT-PCR in hearts before the attachment of proepicardial cells, when the cardiac tube is only constituted of myocardium and endocardium. We have also studied the mRNA levels of the four main isoforms of Wt1 in a reverse transcriptase-polymerase chain reaction (RT- PCR) assay. We have found differential expression of these Wt1 isoforms in the embryonic heart. Conditional deletion of Wt1 in cardiac Troponin T expressing cells caused severe damage in the developing heart, particularly muscular defects in the interventricular septum and free ventricular walls, as well as defective sinus venous formation. These embryos did not survive after birth. Likewise, conditional deletion of GATA4 in Wt1-expressing cells causes a similar phenotype in the myocardium, but also defects in the proepicardium, epicardium and subepicardial space, causing embryonic death around E11.5. Thus, we conclude that Wt1 is expressed in a subpopulation of early embryonic cardiomyocytes, and this expression seems to be essential for heart development. Universidad de Málaga. Campus de Excelencia Internacional Andalucía Tech.

En este artículo se simula el potencial de acción ventricular mediante el modelo matemático desarrollado por Luo y Rudy; este modelo contiene 22 canales iónicos representados por ecuaciones diferenciales no lineales, lo cual nos permite demostrar mediante el desarrollo de simulaciones basadas en los mismos, que la longitud del ciclo básico (Basic Cycle Length, BCL) cambia el valor máximo de la derivada máxima de potencial de acción (Vmax). Por otra parte, se puede demostrar que la duración del potencial de acción (Action Potential duration, APD) es afectada. In order to simulate the guinea pig ventricular action potential we used the mathematical model developed by Luo and Rudy. This model contains 22 ionic channels represented by non linear differential equations. The mathematical models give us a tool to demonstrate through the simulation, how the (Basic Cycle Length) BCL changes the normal value of Vmax and the Action Potential duration (APD).

Dos cepas de Trypanosoma cruzi, una originaria de Costa Rica (TCR-4) y otra de El Salvador (UES-1) fueron comparadas in vitro en cuanto a su infectividad y multiplicación en células miocárdicas de ratón blanco NGP, ratón C3H y rata Sprague Dowley con el fin de determinar la resistencia natural de las células de estos animales. Las células miocárdicas fueron cultivadas en cubreobjetos y posteriormente infectadas con tripomastigotos sanguíneos de la cepa respectiva en una relación de un parásito por célula miocárdica y posteriormente incubados a 37 ºC con 10 % de CO2 en atmósfera húmeda. Para determinar la capacidad infectante y multiplicación intracelular se analizaron muestras a las 24, 72, 96 y 120 h de infección, determinándose la curva de crecimiento y la tasa de multiplicación intracelular. Se encontró que las dos cepas fueron capaces de multiplicarse en las células miocárdicas de ratón C3H, muy poco en ratón NGP y prácticamente nada en rata, lo que sugiere una resistencia natural de las células de estos últimos dos animales. La cepa UES-1 tuvo una tasa de multiplicación e invasión mayor (p=0.001) sugiriendo por lo tanto una virulencia, al menos in vitro superior a la cepa TCR-4.In vitro growth kinetics of two Trypanosoma cruzi (Kinetoplastida: Trypanosomatidae) clones in myocardial cells from rodents of different susceptibility. Two Trypanosoma cruzi isolates, TCR-4 from Costa Rica and UES-1 from El Salvador, were studied in vitro to compare their infectivity or resistance and intracellular replication in myocardial cells in three strains of mice and rats: NGP white mice, C3 H mice and Sprague Dowley rats. Myocardial cells were cultured on coverslips at 37 º C in a humid 10 % CO2 atmosphere and then infected at a ratio of one tripomastigote per cell. Samples were studied after 24, 72, 96 and 120 h of infection to determine parasite infection capacity and intracellular multiplication. Both parasites had the highest infection capacity in C3 H mice, followed by NGP mice cells with a very low infection rate. Lastly, almost no Trypanosoma cruzi multiplication was observed in Sprague Dowley rats, suggesting a strong natural resistance in this animal to both strains of the parasite. The UES-1 isolate presented higher multiplication and greater invasion than the TCR-4 strain, showing greater virulence of UES-1 in heart cells, at least in vitro. Rev. Biol. Trop. 55 (1): 121-126. Epub 2007 March. 31.

Producción Científica, Excitation-contraction coupling was studied in mammalian cardiac cells in which the opening probability of L-type calcium (Ca2 +) channels was reduced. Confocal microscopy during voltage-clamp depolarization revealed distinct local transients inthe concentration of intracellular calcium ions ([Ca2 +]¡). When voltage was varied, the latency to occurrence and the relative probability of occurrence of local [Ca2 +]; transients varied as predicted if ca2 + release from the sarcoplasmic reticulum (SR) was linked tightly to Ca2 + flux through L-type Ca2 + channels but not to that through the Na-Ca exchanger or to average [Ca2 +];. Voltage had no effect on the amplitude of local [Ca2 +]; transients. Thus, the most efficacious "Ca2 + signal" for activating Ca2 + release from the SR may be a transient microdomain of high [Ca2 +]; beneath an individual, open L-type Ca2 + channel

Producción Científica In heart cells, severa! distinct kinds of transient spatial patterns of cytoplasmic calcium ion concentration ([ Ca2 + )¡) can be observed: (1) [ Ca2 + )¡ waves, in which regions of spontaneously increased [ Ca2 + ] ; propagate at high velocity (100 ¡.im/s) through the cell; (2) Ca2 + 'sparks', which are spontaneous, non-propagating changes in [ Ca2 + ] ; that are localized in small ( == 2 ¡.im) subcellular regions; and (3) evoked [ Ca2 + )¡ transients that are elicited by electrical depolarization, in association with normal excitation-contraction (E­ C) coupling. In confocal [ Ca2 + ] ¡ images, evoked [ Ca2 + ] ; transients appear to be nearly spatially uniform throughout the cell, except during their rising phase or during small depolarizations. In contrast to [Ca2 + )¡ waves and spontaneous Ca2 + sparks, evoked [ Ca2 + ] ; transients are triggered by L-type Ca2 + channel current and they are 'controlled', in the sense that stopping the L-type Ca2 + current stops them. Despite their different characteristics, ali three types of Ca2 + transient involve Ca2 + -induced release of Ca2 + from the sarcoplasmic reticulum. Here, we address the question of how the autocatalytic process of Ca2 + -induced Ca2 + release, which can easily be understood to underlie spontaneous regenerative ('uncontrolled'), propagating [Ca2 + )¡ waves, might be 'harnessed', under other circumstances, to produce controlled changes in [ Ca2 + ]¡, as during normal excitation-contraction coupling, or changes in [ Ca2 + )¡ that do not propagate. We discuss our observations of Ca2 + waves, Ca2 + sparks and normal Ca2 + transients in heart cells and review our results on the 'gain' of Ca2 + -induced Ca2 + release. We discuss a model involving Ca2 + microdomains beneath L-type Ca2 + channels, and clusters of Ca2 + -activated Ca2 + release channels in the sarcoplasmic reticulum which may form the basis of the answer to this question

El propósito de este estudio es investigar las bases metabólicas y hormonales envueltas en la descarga espontánea y contractilidad de las células cardíacas aisladas de ratas. El hecho de que estas células laten rítmicamente cuando son cultivadas en monocapa, presenta posibilidades interesantes para la exploración de la función cardíaca a nivel celular. Este sistema provee además condiciones experimentales más simples, pudiéndose controlar el medio químico y obtener un nivel uniforme de oxigenación difícil de controlar en órganos enteros. Es posible asimismo seguir dinámicamente los fenómenos que tienen lugar en el interior celular, y una observación continua del comportamiento de los varios organoides celulares, en distintas condiciones experimentales, pude obviamente contribuir a añadir elementos para mostrar correlaciones entre morfología y función. Además, una de las características especiales de este sistema es que está desprovisto de inervación, lo que ofrece también ventajas. Se consideró por lo tanto conveniente utilizar esta metodología para analizar ciertos aspectos metabólicos que podrían tener singular importancia en el mantenimiento de la actividad cardíaca, y cuya naturaleza no ha sido aún clarificada. Por otra parte, y en vista de lo expuesto anteriormente sobre el papel de la acetilcolina en la génesis y regulación del ritmo cardíaco, se consideró de interés explorar los efectos ejercidos por esta hormona sobre la frecuencia de estas células. Esto permitirá obtener información acerca del desarrollo de la sensibilidad de la acetilcolina y establecimiento de la respuesta tipo adulto. Es probable que los recetores acetilcolínicos, desprovistos de los factores que indujeron su formación, desaparezcan luego de cierto tiempo de cultivo, y cambios comparables pueden ocurrir, por otra parte, durante lesiones y regeneración del tejido cardíaco. Finalmente, esta caracterización preliminar puede ser de valor para determinar si el procedimiento de cultivo conduce a una rápida desdiferenciación celular, con la consiguiente pérdida en la respuesta selectiva a diversos agonistas y agentes cardioactivos, lo que limitaría su uso en estudios de este tipo. Es indudable que el funcionamiento cardíaco depende de múltiples factores; sin embargo, se quiere dejar constancia de que la elección no ha sido arbitraria, sino basada en aquellos aspectos que más apelaron a mi inquietud., Tesis digitalizada en SEDICI gracias a la Biblioteca Conjunta de las Facultades de Ciencias Agrarias y Ciencias Veterinarias de la UNLP., Facultad de Ciencias Veterinarias