Prvi put su naučnici uspjeli zabilježiti izuzetne time-lapse snimke koje prikazuju trenutak kada srce počinje da nastaje. Snimke pokazuju kako se srčane ćelije u embriju miša spontano organizuju u oblik nalik srcu, i to već u veoma ranoj fazi razvoja. Naučnici vjeruju da bi ova tehnika mogla donijeti nova saznanja o urođenim srčanim greškama koje pogađaju gotovo jedno od sto novorođenčadi, piše Guardian.
– Ovo je prvi put da smo mogli pratiti srčane ćelije ovako izbliza i tokom tako dugog perioda razvoja sisara – rekao je dr. Kenzo Ivanović s Instituta za dječije zdravlje Great Ormond Street na Univerzitetskom koledžu u Londonu (UCL), glavni autor studije.
– Prvo smo morali pouzdano uzgojiti embrije u specijalnim posudama kroz duži vremenski period, od nekoliko sati do nekoliko dana, a ono što smo otkrili bilo je potpuno neočekivano – objasnio je.
Napredna tehnologija mikroskopije
Snimke razvoja embrija su napravljene naprednom tehnikom mikroskopije svjetlosnim snopom (light-sheet mikroskopijom) koja je naučnicima omogućila da prate embrije dok prolaze kroz ključnu fazu razvoja poznatu kao gastrulacija, kada embrij počinje da formira različite vrste ćelija i uspostavlja osnovne tjelesne ose.
Nedugo zatim, ćelije srčanog mišića se organizuju u veliku cijev koja se potom dijeli na dijelove iz kojih će nastati stijenke i komore srca. Kod djece s urođenim srčanim manama, u tom procesu može doći do pojave rupe u stijenkama srca.
Koristeći fluorescentne markere, tim je označio srčane mišićne ćelije – kardiomiocite – koje su svijetlile različitim bojama. Svake dvije minute tokom 40 sati pravile su se snimke koje prikazuju kako se ćelije kreću, dijele i oblikuju primitivni organ. Time je istraživačima bilo omogućeno da precizno prate gdje i kada se u embriju pojavljuju prve ćelije koje grade srce.
Naučnici su otkrili da se već u ranoj fazi gastrulacije (oko šestog dana razvoja mišjeg embrija) pojavljuju ćelije koje se isključivo razvijaju u srce i da se one ponašaju veoma organizovano. Umjesto nasumičnog kretanja, ćelije slijede jasno određene putanje – bilo da formiraju srčane komore koje pumpaju krv ili pretkomore kroz koje krv ulazi u srce iz tijela i pluća.
“Ovo temeljno mijenja naše razumijevanje”
– Naša otkrića pokazuju da se odluka ćelije da postane srčana ćelija i njeno usmjereno kretanje mogu desiti mnogo ranije u embrionalnom razvoju nego što su do sadašnji modeli sugerisali – rekao je Ivanović.
– Ovo temeljno mijenja naše razumijevanje razvoja srca jer pokazuje da ono što izgleda kao haotična migracija ćelija zapravo prati skrivene obrasce koji osiguravaju pravilno formiranje srca – dodao je.
Naučnici smatraju da bi ova saznanja mogla unaprijediti razumijevanje i liječenje urođenih srčanih mana, ali i ubrzati razvoj uzgoja srčanog tkiva u laboratorijskim uslovima za potrebe regenerativne medicine. Studija je objavljena u časopisu EMBO Journal.