Pela primeira vez, pesquisadores conseguiram registrar o momento preciso em que o coração inicia sua formação. Utilizando tecnologia de time-lapse, a equipe da University College London observou as células cardíacas em um embrião de camundongo vivo se organizando ao longo do desenvolvimento. Os resultados do estudo foram publicados no The EMBO Journal e os cientistas acreditam que essa abordagem poderá ajudar na compreensão dos defeitos cardíacos congênitos, que afetam quase 1 em cada 100 recém-nascidos.
“É a primeira vez que conseguimos visualizar as células cardíacas de forma tão detalhada e prolongada durante o desenvolvimento de mamíferos. Para isso, tivemos que cultivar os embriões de maneira estável em placas de cultura por períodos que variam de algumas horas a dias, e as descobertas foram surpreendentes”, afirmou Kenzo Ivanovitch, principal autor da pesquisa, em entrevista ao portal da universidade britânica.
A equipe utilizou uma técnica avançada de microscopia com lâmina de luz para monitorar o desenvolvimento do embrião ao longo de dois dias, desde um estágio crítico chamado gastrulação até o momento em que o coração primitivo começa a se formar. A gastrulação é o processo em que as células começam a se especializar e se organizam nas estruturas fundamentais do corpo, incluindo o coração, que nos humanos ocorre na segunda semana de gestação.
Com a técnica, uma lâmina de luz é empregada para iluminar e capturar imagens detalhadas de pequenas amostras, gerando imagens 3D claras sem danificar o tecido vivo. Isso possibilitou aos cientistas rastrear as origens celulares do coração. Usando marcadores fluorescentes, eles destacaram as células do músculo cardíaco, fazendo-as brilhar em cores diferentes, e, em conjunto com a microscopia de lâmina de luz, criaram um vídeo em time-lapse.
As imagens revelam como as células se movem, se dividem e formam as primeiras estruturas do coração. Dessa forma, os pesquisadores puderam identificar com precisão quando e onde surgem as primeiras células dedicadas ao coração no embrião. Observou-se que, nas fases iniciais do desenvolvimento, as células embrionárias eram multipotentes, com a capacidade de se transformar em diversos tipos celulares. Contudo, no início da gastrulação — dentro das primeiras cinco horas após a divisão celular inicial —, as células específicas para o coração surgem rapidamente, organizando-se de maneira altamente estruturada.
Além disso, as imagens demonstraram que as células cardíacas não se movem de forma aleatória; ao contrário, elas seguem rotas específicas em direção às regiões que se tornarão os ventrículos e átrios, como se já soubessem suas futuras funções.
“Nossas descobertas indicam que a determinação do destino cardíaco e o movimento direcionado das células podem ser regulados muito mais cedo no embrião do que os modelos atuais sugerem. Isso altera fundamentalmente nossa compreensão do desenvolvimento cardíaco, mostrando que o que parece ser uma migração celular caótica é, na verdade, regido por padrões ocultos que asseguram a formação adequada do coração”, explicou Ivanovitch.
O pesquisador espera que, no futuro, essa pesquisa contribua para a descoberta de novos mecanismos de formação de órgãos. “Isso poderá fornecer princípios de design para programar com precisão padrões e formas de tecidos na engenharia de tecidos”, concluiu.
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