Εγκυμοσύνη: Εντυπωσιακά στιγμιότυπα από τον σχηματισμό καρδιάς – Το ταξίδι των καρδιακών κυττάρων

Εικόνες time-lapse απαθανάτισαν για πρώτη φορά την στιγμή που η καρδιά ξεκινάει να σχηματίζεται στο σώμα ενός ζωντανού οργανισμού.

Τα πλάνα αποκαλύπτουν ότι τα καρδιακά κύτταρα σε ένα έμβρυο ποντικού αρχίζουν να οργανώνονται αυθόρμητα σε ένα σχήμα που μοιάζει με καρδιά, νωρίς στην ανάπτυξη. Οι επιστήμονες λένε ότι η τεχνική θα μπορούσε να προσφέρει νέες γνώσεις σχετικά με τις συγγενείς καρδιακές ανωμαλίες, οι οποίες επηρεάζουν σχεδόν ένα στα 100 μωρά.

Πρωτόγνωρη παρατήρηση

«Είναι η πρώτη φορά που καταφέρνουμε να παρακολουθήσουμε τα καρδιακά κύτταρα τόσο στενά, για τόσο μεγάλο χρονικό διάστημα, κατά τη διάρκεια της ανάπτυξης των θηλαστικών», δήλωσε ο επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης, δρ Κένζο Ιβάνοβιτς του Ινστιτούτου Παιδικής Υγείας Great Ormond Street του University College του Λονδίνου. «Έπρεπε πρώτα να αναπτύξουμε αξιόπιστα τα έμβρυα για μεγάλα χρονικά διαστήματα, από λίγες ώρες έως λίγες ημέρες, και αυτό που βρήκαμε ήταν εντελώς απροσδόκητο».

Οι εικόνες των αναπτυσσόμενων εμβρύων καταγράφηκαν με μια τεχνική που ονομάζεται προηγμένη μικροσκοπία φωτός. Αυτό επέτρεψε στους επιστήμονες να παρακολουθήσουν τα έμβρυα καθώς περνούσαν από ένα αναπτυξιακό ορόσημο γνωστό ως γαστριδίωση, όταν το έμβρυο αρχίζει να σχηματίζει διακριτές κυτταρικές γραμμές και αρχίζει να δημιουργεί τους βασικούς άξονες του σώματος, αναφέρει ο Guardian.

Λίγο αργότερα, τα καρδιακά μυϊκά κύτταρα οργανώνονται σε έναν μεγάλο σωλήνα που θα συνεχίσει να διαιρείται σε τμήματα που θα αποτελέσουν τελικά τα τοιχώματα και τις κοιλότητες. Στα μωρά με καρδιακά ελαττώματα, μπορεί να σχηματιστεί μια τρύπα κατά τη διάρκεια αυτής της διαδικασίας.

Οργανωμένος ο τρόπος ανάπτυξης των κυττάρων της καρδιάς

Χρησιμοποιώντας φθορίζοντες δείκτες, η ομάδα μάρκαρε τα καρδιακά μυϊκά κύτταρα που ονομάζονται καρδιομυοκύτταρα, κάνοντάς τα να λάμπουν με ξεχωριστά χρώματα. Στιγμιότυπα καταγράφηκαν κάθε δύο λεπτά επί 40 ώρες, δείχνοντας τα κύτταρα να κινούνται, να διαιρούνται και να σχηματίζουν ένα πρωτόγονο όργανο. Αυτό επέτρεψε στην ομάδα να δει πότε και πού εμφανίστηκαν στο έμβρυο τα πρώτα κύτταρα που δημιουργούν την καρδιά.

Οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι νωρίς κατά τη διάρκεια της γαστριδίωσης (περίπου έξι ημέρες στην ανάπτυξη του εμβρύου ποντικού), τα κύτταρα που συμβάλλουν αποκλειστικά στην καρδιά εμφανίστηκαν γρήγορα και συμπεριφέρθηκαν με ιδιαίτερα οργανωμένους τρόπους. Αντί να κινούνται τυχαία, άρχισαν να ακολουθούν διακριτές διαδρομές, είτε συμβάλλοντας στις κοιλίες (τους θαλάμους άντλησης της καρδιάς) είτε στους κόλπους (όπου το αίμα εισέρχεται στην καρδιά από το σώμα και τους πνεύμονες).

«Τα ευρήματά μας αποδεικνύουν ότι ο καθορισμός της καρδιακής μοίρας και η κατευθυνόμενη κίνηση των κυττάρων μπορεί να ρυθμίζονται πολύ νωρίτερα στο έμβρυο από ό,τι δείχνουν τα τρέχοντα μοντέλα», δήλωσε ο Ιβάνοβιτς. «Αυτό αλλάζει ριζικά την κατανόησή μας για την καρδιακή ανάπτυξη δείχνοντας ότι αυτό που φαίνεται να είναι χαοτική κυτταρική μετανάστευση, στην πραγματικότητα διέπεται από κρυφά πρότυπα που εξασφαλίζουν τον κατάλληλο σχηματισμό της καρδιάς».

Η ομάδα δήλωσε ότι οι γνώσεις θα μπορούσαν να προωθήσουν την κατανόηση και τη θεραπεία των συγγενών καρδιακών ανωμαλιών και να επιταχύνουν την πρόοδο στην ανάπτυξη καρδιακού ιστού στο εργαστήριο για χρήση στην αναγεννητική ιατρική.

Τα ευρήματα δημοσιεύθηκαν στο EMBO Journal.