Новое исследование, проведенное в Институте Фрэнсиса Крика, раскрывает удивительный механизм, с помощью которого сердце само направляет свой рост и развитие в функциональный орган. Эта новаторская работа, сосредоточенная на моделях развития сердца у рыб данио, проливает свет на то, как механические силы, генерируемые собственными сокращениями сердца, играют решающую роль в формировании его структуры. Открытие может иметь значительные последствия для понимания и лечения врожденных пороков сердца.
Исследователи использовали передовые методы 4D-визуализации для наблюдения за развитием сердец рыб данио, которые обладают ключевыми сходствами с человеческими сердцами. Они обнаружили, что мышечные структуры сердца, известные как трабекулы, растут за счет привлечения соседних клеток, а не путем деления клеток, как считалось ранее. Этот процесс является фундаментальным для формирования сложной трехмерной архитектуры сердца. Ключевым моментом исследования является обнаружение петли обратной связи, при которой сокращения сердца делают его клетки, называемые кардиомиоцитами, более податливыми. Это позволяет сердечным камерам расширяться, увеличивая их способность наполняться кровью. Этот механизм также действует как тормоз для роста, гарантируя, что сердце развивается до оптимального размера. Как отметил Тоби Эндрюс, ведущий автор исследования, «то, что мы обнаруживаем, это то, что сердце не просто предопределено, а скорее демонстрирует интеллектуальную адаптивность к физиологическим потребностям». Эта пластичность имеет решающее значение для понимания заболеваний сердца, связанных с нарушениями развития. Работа доктора Рашми Прия, руководителя лаборатории морфодинамики органов в Институте Фрэнсиса Крика, подчеркивает клиническую значимость этих открытий. Понимание формирования трабекул жизненно важно для борьбы с сердечными заболеваниями, коренящимися в аномалиях развития. Исследование, поддержанное Британским фондом сердца, демонстрирует силу междисциплинарной науки в понимании фундаментальной биологии и ее влияния на здоровье человека. Оно переопределяет сердце как активного архитектора собственной формы и функции. Эти выводы открывают потенциал для разработки новых терапевтических подходов, которые имитируют эти естественные процессы роста для восстановления поврежденных сердец. Понимая, как механические силы влияют на поведение клеток, ученые могут разработать способы стимулирования здоровой регенерации сердца.