Sledování elektrické aktivity kardiomyocytů pomocí elektrochemického sensoru

Bc. Lívia Vidová

Bachelor's thesis

Monitoring of the electric activity of cardiomyocytes using electrochemical sensor

Abstract:

Ever since human pluripotent stem cells were discovered and from them differentiated cardiomyocytes, these cell types can be used as a model for testing various drugs. They can also be used for monitoring of their physiological features. When we convert cardiomyocytes together with an electrochemical sensor we can get analytical instrument suitable for monitoring their electrical activity. In theoretical part of my thesis I focused on description of biosensor and especially on one type of converter – particularly on electrochemical converter. I also described basic features of cardiomyocytes as well as the principle of electrical activity. In experimental part of my thesis I tried to measure the potential emerging around imobilised cardiomyocytes in real time, while using two types of electrochemical converting system. I subsequently evaluated the recorded signal and I tried to find out if there was a periodicty in this recorded signal. I also monitored the influence of modulative substances on the change of potential or the frequency of the beating. The main objective was to find out if it is even possible to record electrical activity produced by cardiomyocytes using these converting systems and I found out that based on my results it is possible.

Abstract:

Odkedy boli objavené ľudské pluripotentné kmeňové bunky a z nich diferencované kardiomyocyty, sa môžu tieto bunkové typy využívať ako model na testovanie rôznych liečiv a taktiež na sledovanie ich fyziologických vlastností. V spojení kardiomyocytov spolu s elektrochemickým senzorom môžeme získať analytický prístroj vhodný na sledovanie ich elektrickej aktivity. V teoretickej časti práce sa venujem popisu biosenzora a špeciálne jedného typu prevodníka konkrétne elektrochemického prevodníka. Taktiež popisujem základné vlastnosti kardiomyocytov ako aj princíp ich elektrickej aktivity. V experimentálnej časti práce som sa snažila zmerať potenciál vznikajúci v okolí imobilizovaných kardiomyocytov v reálnom čase, za použitia dvoch druhov elektrochemického prevodového systému. Zaznamenaný signál som následne vyhodnocovala, pričom som sa snažila zistiť či existuje v získanom signáli nejaká periodicita. Tiež som pozorovala vplyv modulačných látok na zmenu potenciálu či frekvenciu tlkotu. Hlavným cieľom bolo zistiť či je vôbec možné zaznamenávať elektrickú aktivitu produkovanú kardiomyocytmi pomocou daných prevodových systémov a zistila som, že podľa mojich výsledkov to možné je.

Keywords

Kardiomyocyty, biosenzor, elektrická aktivita, biosenzory na báze buniek, Cardiomyocytes, biosensor, electrical activity, cell based biosensors

Language used: Slovak

Date on which the thesis was submitted / produced: 15. 5. 2017

Thesis defence

• Date of defence: 6. 2. 2018
• Supervisor: doc. RNDr. Petr Skládal, CSc.
• Reader: Mgr. Jan Přibyl, Ph.D.

Masaryk University

Faculty of Science

Bachelor programme / field:
Applied Biochemistry / Applied Biochemistry