Här bildas ett hjärta

Filmerna visar hur hjärtceller i ett musembryo spontant organiserar sig till en hjärtliknande form tidigt i utvecklingen. Forskarna menar att tekniken kan ge nya insikter i medfödda hjärtfel, som drabbar nära 2000 barn per år i Sverige.

”Det är första gången vi kunnat följa hjärtceller så här noggrant under så lång tid i ett däggdjurs utveckling,” säger studiens huvudförfattare Dr Kenzo Ivanovitch vid University College Londons Great Ormond Street Institute of Child Health. 

”Vi var först tvungna att odla embryona i skålar under perioder från några timmar till flera dagar, och resultatet var helt oväntat.”

Bilderna togs med avancerad light-sheet-mikroskopi och gjorde det möjligt att följa embryot genom gastrulationen, då det bildar olika cellinjer och grundläggande kroppsaxlar. Strax därefter organiserar sig hjärtmuskelcellerna till ett stort rör som senare delar sig i de väggar och kammare som blir hjärtat. Vid medfödda hjärtfel kan det under denna process uppstå hål.

Med fluorescerande markörer färgades hjärtmuskelceller (kardiomyocyter) så att de lyste i olika färger. Varannan minut tog man bilder med enormt lång slutartid, vilket visade hur cellerna rörde sig, delade sig och bildade ett primitivt organ. Forskarna kunde då se när och var de första hjärtbildande cellerna dök upp.

De upptäckte att redan vid gastrulationens början (cirka sex dagar in i musembryots utveckling) framträdde celler som enbart bidrar till hjärtat, och att dessa följde mycket organiserade banor, oavsett om de skulle bilda hjärtats kammare eller förmak.

”Våra resultat visar att hjärtats förstadium och riktad cellrörelse regleras mycket tidigare än vad nuvarande modeller förutsätter,” säger Ivanovitch. Detta förändrar vår förståelse av hjärtutvecklingen genom att visa att det som verkar vara kaotisk cellmigration i själva verket styrs av dolda mönster som säkerställer korrekt hjärtbildning.

Teamet menar att insikterna kan förbättra förståelsen och behandlingen av medfödda hjärtfel samt påskynda arbetet med att odla hjärtvävnad i labb för regenerativ medicin. Studien publicerades i EMBO Journal.