Pela primeira vez, os pesquisadores do UCL e do Instituto Francis Creek identificaram a fonte de células cardíacas usando imagens 3D do coração em tempo real dentro do feto.
Para estudar, publicado EMBO Journal, Um modelo especial de mouse de engenharia usa uma técnica chamada microscopia avançada de folha de luz. É um método em que a fina folha de luz é usada para iluminar e tirar uma imagem detalhada da pequena amostra, criando uma imagem 3D limpa sem nenhum dano ao tecido vivo.
Ao fazer isso, eles foram capazes de rastrear células individuais porque se foram em dois dias e divididas – de um estágio crítico de desenvolvimento, conhecido como gastrulação, onde o coração primitivo começou a se formar. Ele permite que os pesquisadores identifiquem a fonte celular do coração.
A gastrulação é o processo pelo qual as células começam a especializar e se organizar nas estruturas primárias do corpo, incluindo o coração. Nos seres humanos, isso acontece na segunda semana de gravidez.
Os pesquisadores podem revolucionar como os cientistas entendem e tratam defeitos cardíacos inatos, dizem os pesquisadores.
O autor sênior Dr. Kenzo Ivanovich (UCL Great Organic Street Institute of Child Health and British Heart Foundation Intermediate Research) disse: “Esta é a primeira vez que tivemos que crescer muito tempo para o desenvolvimento de mamíferos”, tivemos que crescer no feto por algumas horas.
Usando marcadores fluorescentes, a festa marca as células musculares do coração (chamadas cardiomoeocytes) iluminadas em sua cor distinta. Misturado com microscopia de folha leve, essa inovação permite que os pesquisadores criem um vídeo detalhado do tempo.
Os instantâneos foram capturados por 40 horas a cada dois minutos, criando imagens com resolução espacial sem precedentes.
As imagens resultantes mostram como as células se movem, dividem e formam as primeiras partes do feto como o coração. Cada cardiyócito iluminado pode ser rastreado de volta às células anteriores, permitindo que uma família produza uma família de cientistas. Isso os ajudou a ver exatamente quando e onde as primeiras células apareceram apenas no feto.
Nos estágios iniciais, as células fetais foram multiplicadas (capazes de se tornar células diferentes). Não apenas células cardíacas, outras, como células endocrodiais, um tipo de célula que alinha as superfícies internas dos vasos sanguíneos e a câmara do coração.
No entanto, os pesquisadores descobriram que, durante as primeiras quatro a cinco horas (geralmente nas primeiras quatro a cinco horas, após a primeira seção celular), as células que apenas contribuem para o coração são rapidamente elevadas e se comportaram de maneira altamente organizada.
Em vez de correr aleatoriamente, eles seguem os caminhos distintos – quase como se já soubessem para onde estão indo e o papel que desempenham, contribuem para ventrículos (câmaras de bombeamento de coração) ou átrios (onde o sangue entra no corpo e nos pulmões).
O Dr. Ivanovich disse: “Nossas perguntas provam que o destino cardíaco é determinado e o movimento celular direcionado pode ser controlado no feto muito antes dos modelos atuais.
“É fundamentalmente administrado pela migração celular caótica, mostrando nossa compreensão do desenvolvimento cardíaco, que é realmente administrado por padrões ocultos que garantem a formação cardíaca adequada”.
O principal escritor, o candidato a doutorado Shayma Abuker (UCL Great Organic Street Institute of Child Health e UCL Institute for Cardiovascular Science) diz: “Agora estamos trabalhando para entender esses complexos sinais de coordenação de coreografia do movimento celular durante o desenvolvimento do coração primário.
“O coração não vem da célula de um único grupo, é feito de uma aliança de grupos celulares distintos que aparecem em diferentes tempos e locais durante a gastrulação”.
As idéias do estudo podem levar a uma revolução sobre como entender e tratar defeitos cardíacos congênitos, o que afeta quase uma em cada 100 crianças. As pesquisas podem acelerar o progresso no crescente tecido cardíaco no laboratório para uso em medicamentos regenerativos.
O Dr. Ivanovich disse: “No futuro, esperamos que este trabalho ajude a desvendar o novo processo de formação de órgãos. Ele notificará os princípios do design para padrões e formas de tecido para engenharia de tecidos”.
A pesquisa apoiou a British Heart Foundation.
