Mokslininkai pirmą kartą užfiksavo, kaip formuojasi širdies ląstelės gyvo embriono viduje 3D formatu ()
UCL ir Francis Crick instituto tyrėjai pirmą kartą tiksliai nustatė, iš kur atsiranda širdies ląstelės, panaudodami itin tikslius 3D vaizdus, fiksuotus realiuoju laiku augančiame pelių embrione.
© remedyoabackup19 (Free Pixabay license) | https://pixabay.com/illustrations/ai-generated-heart-organ-anatomy-8814074/
Prisijunk prie technologijos.lt komandos!
Laisvas grafikas, uždarbis, daug įdomių veiklų. Patirtis nebūtina, reikia tik entuziazmo.
Sudomino? Užpildyk šią anketą!
Tyrimo metu, paskelbtame žurnale The EMBO Journal, mokslininkai naudojo naujovišką vaizdų fiksavimo metodą, leidžiantį stebėti gyvus audinius jų nepažeidžiant. Tai leido stebėti, kaip pavienės ląstelės juda ir dalijasi per dvi paras – nuo labai ankstyvos vystymosi stadijos iki pat širdies užuomazgos formavimosi.
Šis laikotarpis yra itin svarbus – tuomet ląstelės pradeda specializuotis ir kurti pagrindines kūno struktūras, įskaitant širdį. Žmonėms tai vyksta maždaug antrą nėštumo savaitę.
Pasak tyrėjų, jų atradimai gali iš esmės pakeisti požiūrį į įgimtų širdies ydų kilmę bei gydymą.
„Tai pirmas kartas, kai galėjome taip ilgai ir detaliai stebėti širdies ląsteles vystymosi metu,“ – teigė pagrindinis tyrimo autorius dr. Kenzo Ivanovitch. – „Tam reikėjo sukurti sąlygas, kuriose embrionai galėtų augti lėkštelėje kelias dienas. Tai, ką pamatėme, buvo visiškai netikėta.“
|
Mokslininkai naudojo švytinčius žymenis, kad širdies raumenų ląstelės taptų lengvai atpažįstamos ir spalvotai švytėtų. Tuomet, pasitelkus vaizdų fiksavimo technologiją, buvo sukurtas ilgas vaizdo įrašas, kuriame matyti, kaip šios ląstelės juda, dalijasi ir galiausiai sudaro pirmuosius širdies audinius.
Kas dvi minutes buvo padaroma nuotrauka, ir taip – 40 valandų iš eilės. Gautas vaizdas buvo toks tikslus, kad kiekvieną širdies ląstelę buvo galima atsekti atgal iki jos ištakų – tai leido sudaryti ląstelių „giminės medį“ ir nustatyti, kada ir kur atsirado pirmosios būtent širdžiai skirtos ląstelės.
Ankstyvuoju vystymosi laikotarpiu šios ląstelės galėjo virsti įvairiomis kitomis kūno dalimis, tačiau mokslininkai pastebėjo, kad vos po kelių valandų kai kurios jų pradeda orientuotis tik į širdies kūrimą. Jos juda labai kryptingai – tarsi jau žinotų, kokią širdies dalį turės suformuoti: skilvelius ar prieširdžius.
„Tai rodo, kad sprendimai, kokia bus ląstelių paskirtis, priimami daug anksčiau nei iki šiol manyta,“ – aiškino dr. Ivanovitch. – „Iš pirmo žvilgsnio chaotiškas judėjimas iš tiesų vyksta pagal paslėptus dėsnius, kurie užtikrina, kad širdis formuosis tinkamai.“
Pagrindinė tyrimo autorė, doktorantė Shayma Abukar, pridūrė: „Šiuo metu bandome suprasti, kokie signalai valdo tokį sudėtingą ir tikslų ląstelių judėjimą vystymosi metu. Širdis nesusidaro iš vienos ląstelių grupės – ją sudaro kelios skirtingos grupės, kurios atsiranda skirtingu metu ir vietoje.“
Šios įžvalgos gali iš esmės pakeisti supratimą apie įgimtų širdies ydų kilmę – jos pasitaiko maždaug vienam iš šimto naujagimių. Be to, tyrimo rezultatai gali paspartinti širdies audinių auginimą laboratorijoje, skirtą širdies regeneracijai ir gydymui.
Dr. Ivanovitch teigimu: „Ateityje tikimės, kad šis darbas padės atskleisti naujus organų formavimosi mechanizmus. Tai padės kurti naujas audinių inžinerijos strategijas – tiksliai suplanuoti, kaip audiniai turi atrodyti ir kaip jie turi išsidėstyti.“
Vertė Gintarė Grainytė
Šaltiniai:
Shayma Abukar, Peter A Embacher, Alessandro Ciccarelli, Sunita Varsani-Brown, Isabel G W North, Jamie A Dean, James Briscoe, Kenzo Ivanovitch. Early coordination of cell migration and cardiac fate determination during mammalian gastrulation. The EMBO Journal, 2025; DOI: 10.1038/s44318-025-00441-0
