Respuesta al flujo endotelial inducida por curvatura 3D y vascularización del tejido

La vascularización sigue siendo un desafío de larga data en la ingeniería de tejidos complejos. Se necesita particularmente la recapitulación de características vasculares 3D, incluidas geometrías continuas con diámetro, curvatura y torsión definidos. Aquí, desarrollamos un modelo de microvásculo en espiral que permite un control preciso de la curvatura y torsión y apoya la perfusión homogénea del tejido a escala centimétrica. Usando este sistema, demostramos un modelo de prueba de principio de la progresión tumoral y la vascularización del tejido cardíaco ingeniero. Demostramos que la curvatura 3D inducía rotación y mezcla bajo flujo laminar, lo que conducía a cambios fenotípicos y transcripcionales únicos en células endoteliales (CEs). El RNA-seq masivo y de una sola célula identificó clústeres específicos de genes de CEs en microvásculos en espiral. Estos marcan un fenotipo proinflamatorio asociado con el desarrollo y remodelación vascular, y un clúster celular único que expresa genes que regulan la estabilidad y desarrollo vascular. Nuestros resultados arrojan luz sobre el papel de las estructuras vasculares heterogéneas en el desarrollo diferencial y la patogénesis y proporcionan herramientas previamente no disponibles para potencialmente mejorar la vascularización y regeneración del tejido.