Βρετανοί ερευνητές από το Πανεπιστήμιο UCL και το Ινστιτούτο Francis Crick για πρώτη φορά ταυτοποίησαν την προέλευση των κυττάρων της καρδιάς, χρησιμοποιώντας 3D εικόνες μίας σχηματιζόμενης καρδιάς σε έμβρυο ποντικού και μάλιστα σε αληθινό χρόνο. Για να εκπονήσουν την μελέτη, οι ερευνητές χρησιμοποίησαν μια προηγμένη τεχνική μικροσκοπίας φθορισμού με λεπτή φωτεινή δέσμη, όπως είναι η πολυφωτονική μικροσκοπία, για την απεικόνιση βαθέων ιστών με ελάχιστη φωτοβλάβη και φωτολεύκανση. Με την χρήση της προηγμένης τεχνικής λαμβάνονται τρισδιάστατες εικόνες χωρίς να προκληθούν βλάβες στους ζωντανούς ιστούς. Έτσι οι επιστήμονες κατάφεραν να ιχνηλατήσουν μεμονωμένα κύτταρα που διαιρέθηκαν για χρονικό διάστημα έως 48 ωρών από ένα κρίσιμο στάδιο ανάπτυξης της γαστριδίωσης (κυτταρικής διαφοροποίησης) προς την διαμόρφωσή τους ως πρόδρομα κύτταρα καρδιακού μυ. Η ομάδα των ερευνητών βρήκε ουσιαστικά την προέλευση της καρδιάς, του ζωτικότερου οργάνου κάθε έμβυου όντος και τα ευρήματα της συναρπαστικής τους έρευνας δημοσιεύτηκαν στην επιστημονική επιθεώρηση «EMBO». Η γαστριδίωση είναι εκείνη η βιολογική διαδικασία κατά την οποία τα κύτταρα διαφοροποιούνται και οργανώνονται σε πρώιμες δομές, μια εκ των οποία είναι και η καρδιά. Στους ανθρώπους αυτό συμβαίνει κατά την 2η εβδομάδα της κύησης. Τα ευρήματα είναι ιδιαίτερα πολύτιμα προκειμένου να ρίξουν φως στις συγγενείς καρδιοπάθειες οι οποίες αντιστοιχούν στο 35% του συνόλου των καρδιοπαθειών.
Τα κύτταρα της καρδιάς σχηματίζονται γρηγορα και κινούνται σαν οργανωμένοι στρατιώτες
Όπως επισημαίνει ο επικεφαλής της μελέτης Dr. Kenzo Ivanovitch, από το Ινστιτούτο Υγείας του Παιδιού του Πανεπιστημίου UCL και το Βρετανικό Ίδρυμα Καρδιάς (British Heart Foundation), «είναι η πρώτη φορά που μπορούμε να εξετάσουμε από τόσο κοντά τα κύτταρα του καρδιακού μυ και για τόσο μακρύ διάστημα κατά την ανάπτυξη ενός θηλαστικού». Με την χρήση φωσφοριζόντων δεικτών η ομάδα των ερευνητών σηματοδότησε τα κύτταρα του καρδιακού μυ, με συνέπεια αυτά να ξεχωρίζουν, λάμποντας με διάφορα χρώματα. Σε συνδυασμό με την μικροσκοπία φθορισμού, οι ερευνητές έφτιαξαν ένα βίντεο από το οποίο συγκέντρωσαν μεγάλο αριθμό τρισδιάστατων φωτογραφιών που λήφθηκαν κάθε δύο λεπτά, για μια συνολική χρονική περίοδο άνω των 40 ωρών. Το κάθε καρδιομυοκύτταρο ξεχώρισε με διαφορετικό χρώμα και οι ερευνητές μπόρεσαν να σχεδιάσουν γενεαλογικά κυτταρικά δένδρα για να βρουν ακριβώς την χρονική στιγμή που πρωτο-εμφανίστηκαν τα κύτταρα της καρδιάς. Στα πρώιμα στάδια τα εμβρυικά κύτταρα είναι πολυδύναμα, πράγμα που σημαίνει ότι μπορούν να εξελιχθούν σε κύτταρα διαφορετικών ιστών δηλαδή μπορούν να γίνουν καρδιακά κύτταρα, ενδοκαρδιακά κύτταρα, κύτταρα του εσωτερικού επιθηλίου των αγγείων και κύτταρα των καρδιακών κόλπων ή κοιλιών.
Ένα κρυφό μοτίβο διασφαλίζει ότι η καρδιά θα σχηματιστεί σωστά
Οι ερευνητές βρήκαν ότι κατά τη διάρκεια της γαστριδίωσης- μέσα στις 5 πρώτες ώρες μετά την πρώτη κυτταρική διαίρεση- τα κύτταρα που συμμετέχουν στην μορφολογία της καρδιάς εμφανίζονται γρήγορα και συμπεριφέρονται πολύ οργανωμένα. «Συμπεριφέρονται σαν να ξέρουν πού πηγαίνουν και τι θέση πρέπει καταλάβουν στον αναπτυσσόμενο οργανισμό» λέει ο επικεφαλής ερευνητής Dr. Ivanovitch. Ο επιστήμονας προσθέτει ότι ο καθορισμός της μοίρας των καρδιακών κυττάρων και η κατευθυνόμενη κίνηση τους κατά την ανάπτυξη του εμβρύου αποφασίζεται στην εμβρυική ζωή πολύ νωρίτερα από ό,τι πιστεύαμε έως σήμερα. Όταν σχηματίζεται ένα όργανο, μέχρι τώρα βλέπαμε μια θεωρητικά χαοτική μετανάστευση κυττάρων εκ των οποίων κάποια δημιουργούσαν την καρδιά. Στην πράξη, μόνο χαοτική δεν είναι αυτή η διαδικασία. Υπάρχει ένα κρυφό μοτίβο που ακολουθείται πιστά και διασφαλίζει πως η καρδιά θα σχηματιστεί σωστά.
Νέο πεδίο για τη θεραπεία συγγενών καρδιοπαθειών στα παιδιά
Η επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης Dr. Shayma Abukar από το Ινστιτούτο Υγείας του Παιδιού και το Ινστιτούτο Καρδιαγγειακών Επιστημών, αμφότερα στο Πανεπιστήμιο UCL μελετούν τώρα την σύνθετη χορογραφία των σημάτων που συμμετέχουν στη δημιουργία της καρδιάς. Η καρδιά δεν σχηματίζεται από μια μόνο κατηγορία κυττάρων αλλά από ένα συνδυασμό διαφόρων κατηγοριών. Τα ευρήματα της έρευνας αλλάζουν το πεδίο στον τρόπο κατανόησης των συγγενών καρδιοπαθειών που πλήττουν ένα στα 100 μώρα στις ετήσιες γεννήσεις. Στην πατρίδα μας περίπου 800- 1000 παιδιά ετησίως γεννιούνται με μια εκ γενετής βλάβη στην καρδιά (συγγενής καρδιοπάθεια) που χρειάζεται επεμβατική διόρθωση. Στο σημείο αυτό πρέπει να τονίσουμε ότι κάποιες βλάβες μπορούν να διορθωθούν, προτού καν γεννηθεί το μωρό κατά την διάρκεια της κύησης με μια λεπτή χειρουργική επέμβαση, που επιτελείται απευθείας στο έμβρυο. Οι ερευνητές καταλήγουν ότι εφόσον ανακαλυφθούν νέοι μηχανισμοί στον σχηματισμό ζωτικών οργάνων, θα ανοίξει βήμα η πρόοδος στη γενετική μηχανική και στην καλλιέργεια οργάνων προς μεταμόσχευσή, για τη θεραπεία της ανεπάρκειας ζωτικών οργάνων.
Στην Ελλάδα η θεραπεία των παιδιών με συγγενείς καρδιοπάθειες ήταν για πολλά χρόνια δύσκολη και δαπανηρή υπόθεση, με τις οικογένειες να αναγκάζονται να ταξιδέψουν στο εξωτερικό. Πολλές φορές, απαιτείται 2η επέμβαση σε μετέπειτα στάδιο της ζωής για περαιτέρω διόρθωση της καρδιοπάθειας. Η πρόοδος που έχει συντελεστεί στην πατρίδα μας τα τελευταία χρόνια έχει μειώσει την ταλαιπωρία των οικογενειών με παιδί με συγγενή καρδιοπάθεια, με την επέμβαση να γίνεται πλέον εντός των τειχών-κάτι που συνεπάγεται παράλληλα και μικρότερη επιβάρυνση στις κρατικές δαπάνες υγείας-καθώς το κόστος θεραπείας στην Ελλάδα είναι αισθητά μικρότερο από το αντίστοιχο στο εξωτερικό. Όταν οι οικογένειες αναγκάζονταν παλιότερα να φύγουν στο εξωτερικό, ο βασικός τους προορισμός για την θεραπεία των παιδιών με συγγενή καρδιοπάθεια ήταν ανέκαθεν η Μ. Βρετανία, με το αντίστοιχο κόστος στην Αμερική να είναι συγκριτικά δυσθεώρητο.
Δείτε το βίντεο της σχηματιζόμενης καρδιάς στο link: https://www.ucl.ac.uk/news/2025/may/scientists-film-heart-forming-3d-earlier-ever
