Naukowcy zarejestrowali moment powstawania serca [Wideo]

Naukowcy z University College London po raz pierwszy zaobserwowali, jak komórki budujące serce poruszają się i dzielą. Wyniki tych badań mogą odegrać ważną rolę w lepszym zrozumieniu przyczyn wrodzonych chorób serca oraz rozwoju medycyny regeneracyjnej.

Zespół badaczy wykorzystał zaawansowaną technikę mikroskopii warstwowej, która pozwala uzyskać trójwymiarowe obrazy żywych tkanek przy użyciu cienkich warstw światła, nie niszcząc przy tym obserwowanego materiału. Dzięki temu mogli szczegółowo śledzić rozwój zarodków myszy w newralgicznym okresie gastrulacji.

To właśnie w tym momencie komórki zaczynają się różnicować i formować podstawowe struktury ciała, w tym także serce. U człowieka etap ten przypada na drugi tydzień życia płodowego.

Nowe spojrzenie na rozwój serca

Dzięki przeprowadzonemu eksperymentowi naukowcy uzyskali unikalny wgląd w pochodzenie komórek serca.

Po raz pierwszy mogliśmy przez długi czas obserwować rozwój komórek serca z tak dużą precyzją u ssaków. Najpierw musieliśmy opracować sposób utrzymania zarodków przy życiu w naczyniu przez wiele godzin, a nawet dni. To, co zaobserwowaliśmy, zaskoczyło nas – relacjonuje dr Kenzo Ivanovitch, główny autor publikacji w „The EMBO Journal”.

Jak przebiegały badania

Zespół pod kierunkiem dr. Ivanovitcha oznaczył komórki serca myszy specjalnymi znacznikami fluorescencyjnymi, przez co różniły się kolorami. Następnie przy pomocy mikroskopów powstał szczegółowy film poklatkowy. Ujęcia robiono co dwie minuty, przez 40 godzin.

Nagranie pokazało, jak komórki przemieszczały się, namnażały i tworzyły struktury serca. Co więcej, możliwe było odtworzenie historii każdej oznaczonej komórki, tworząc swego rodzaju „drzewo genealogiczne” serca.

Nieoczekiwane wnioski

Odkryto, że już na bardzo wczesnym etapie gastrulacji – zazwyczaj w ciągu pierwszych 4–5 godzin od początkowego podziału komórek – pojawiają się komórki, z których powstanie wyłącznie serce. Co istotne, komórki te poruszają się w bardzo uporządkowany sposób, jakby z góry znały swój cel i przyszłe funkcje, np. budowę komór czy przedsionków serca.

Obecnie naukowcy starają się zidentyfikować mechanizmy odpowiedzialne za te procesy.

Znaczenie odkrycia

To odkrycie może wpłynąć na sposób, w jaki rozumiemy powstawanie wad serca i rozwój innych narządów, a także przysłużyć się postępom w medycynie regeneracyjnej.

– Liczymy, że nasze wyniki pozwolą w przyszłości poznać nowe mechanizmy tworzenia się narządów i wytyczyć zasady projektowania ich struktury. Umożliwi to tworzenie wzorców tkanek na potrzeby inżynierii medycznej – podsumowuje dr Ivanovitch.