Le moment où un cœur commence à se former a été capturé pour la première fois dans des images extraordinaires en accéléré.
Les images révèlent que les cellules cardiaques dans un embryon de souris commencent à s’organiser spontanément en une forme cardiaque au début du développement. Les scientifiques disent que la technique pourrait fournir de nouvelles informations sur les malformations cardiaques congénitales, qui affectent près d’un bébé sur 100.
“C’est la première fois que nous sommes en mesure de regarder les cellules cardiaques aussi étroitement, pendant cette longue période, pendant le développement des mammifères”, a déclaré l’auteur principal de l’étude, le Dr Kenzo Ivanovitch du Great Ormond Street Institute of Child Health du University College de Londres. «Nous avons d’abord dû faire pousser de manière fiable les embryons dans un plat sur de longues périodes, de quelques heures à quelques jours, et ce que nous avons trouvé était totalement inattendu.»
Les images des embryons en développement ont été capturées à l’aide d’une technique appelée microscopie avancée à feuilles légères. Cela a permis aux scientifiques de suivre les embryons au fur et à mesure qu’ils passaient par une étape importante connue sous le nom de gastrulation, lorsque l’embryon commence à former des lignées cellulaires distinctes et commence à établir les axes de base du corps.
Peu de temps après, les cellules musculaires cardiaques s’organisent en un grand tube qui se divisera en sections qui deviendront éventuellement les murs et les chambres. Chez les bébés ayant des malformations cardiaques, un trou peut se former pendant ce processus.
En utilisant des marqueurs fluorescents, l’équipe a marqué les cellules musculaires cardiaques appelées cardiomyocytes, les faisant briller dans des couleurs distinctes. Les instantanés ont été capturés toutes les deux minutes sur 40 heures, montrant les cellules se déplaçant, divisant et formant un organe primitif. Cela a permis à l’équipe de voir quand et où les premières cellules qui font apparaître le cœur dans l’embryon.
Les chercheurs ont constaté que tôt pendant la gastrulation (environ six jours dans le développement d’embryons de souris), les cellules contribuant uniquement au cœur ont émergé rapidement et se sont comportées de manière très organisée. Plutôt que de se déplacer au hasard, ils ont commencé à suivre des chemins distincts, qu’ils contribuent aux ventricules (les chambres de pompage du cœur) ou les oreillettes (où le sang pénètre dans le cœur du corps et des poumons).
“Nos résultats démontrent que la détermination du destin cardiaque et le mouvement des cellules directionnelles peuvent être régulées beaucoup plus tôt dans l’embryon que les modèles actuels ne le suggèrent”, a déclaré Ivanovitch. «Cela change fondamentalement notre compréhension du développement cardiaque en montrant que ce qui semble être la migration des cellules chaotiques est en fait régi par des modèles cachés qui assurent une bonne formation cardiaque.»
L’équipe a déclaré que les idées pourraient faire progresser la compréhension et le traitement des malformations cardiaques congénitales et accélérer les progrès dans la croissance des tissus cardiaques dans le laboratoire pour une utilisation en médecine régénérative.
Les résultats ont été publiés dans le EMBO Journal.
