Một khám phá đột phá cho thấy nhịp đập của chính trái tim cung cấp các tín hiệu sinh học để định hướng sự phát triển của nó thành một cơ quan chức năng, có khả năng làm sáng tỏ các bệnh tim bẩm sinh. Các nhà nghiên cứu tại Viện Francis Crick đã quan sát tim cá ngựa vằn, loài có những đặc điểm quan trọng tương tự như tim người, bằng cách sử dụng hình ảnh 4D tiên tiến. Họ phát hiện ra rằng các cấu trúc cơ của tim, được gọi là bè tim, phát triển bằng cách tuyển dụng các tế bào lân cận chứ không phải do sự phân chia tế bào như các nghiên cứu trước đây đã chỉ ra.
Tiến sĩ Rashmi Priya, người đứng đầu Phòng thí nghiệm Hình thái học Cơ quan tại Viện Crick, nhấn mạnh tầm quan trọng lâm sàng của việc này, lưu ý rằng việc hiểu sự hình thành bè tim là rất quan trọng để giải quyết các bệnh tim bắt nguồn từ các bất thường trong quá trình phát triển. Nghiên cứu này, được tài trợ bởi Tổ chức Tim mạch Anh, cho thấy sức mạnh của khoa học liên ngành trong việc hiểu sinh học cơ bản và tác động của nó đối với sức khỏe con người. Nó định nghĩa lại trái tim như một kiến trúc sư tích cực cho hình dạng và chức năng của chính nó.
Một phát hiện quan trọng là một vòng lặp phản hồi, trong đó nhịp đập của tim làm cho các tế bào của nó, được gọi là tế bào cơ tim, trở nên mềm hơn. Điều này cho phép các buồng tim giãn ra, tăng khả năng chứa máu. Quá trình này cũng hoạt động như một yếu tố kiểm soát sự phát triển, đảm bảo tim phát triển đến kích thước tối ưu. Toby Andrews, tác giả đầu tiên của nghiên cứu, cho biết: "Những gì chúng tôi đang khám phá là trái tim không chỉ đơn giản là được lập trình sẵn mà còn thể hiện khả năng thích ứng thông minh với các nhu cầu sinh lý." Sự mềm dẻo này rất quan trọng để hiểu các bệnh tim bẩm sinh. Những hiểu biết này mang lại tiềm năng cho các liệu pháp mới bắt chước các quá trình phát triển tự nhiên này để sửa chữa trái tim bị tổn thương. Bằng cách hiểu cách các lực cơ học ảnh hưởng đến hành vi của tế bào, các nhà khoa học có thể phát triển các phương pháp để thúc đẩy tái tạo tim khỏe mạnh.
Nghiên cứu về cá ngựa vằn, một mô hình sinh vật được sử dụng rộng rãi do tính minh bạch và sự tương đồng trong quá trình phát triển tim với con người, đã cho phép các nhà nghiên cứu quan sát chi tiết các quá trình này. Tiến sĩ Toby Andrews, một nhà nghiên cứu sau tiến sĩ tại phòng thí nghiệm của Tiến sĩ Priya, đã sử dụng các kỹ thuật hiển vi tiên tiến để tạo ra các video 3D về tim cá ngựa vằn đang đập. Những tiến bộ này, được hỗ trợ bởi các tổ chức như Tổ chức Tim mạch Anh, mở ra những con đường mới để hiểu và điều trị các tình trạng tim. Các bệnh tim bẩm sinh, ảnh hưởng đến khoảng 1-2% trẻ sơ sinh, là nguyên nhân hàng đầu gây tử vong ở trẻ dưới 1 tuổi. Nghiên cứu này cung cấp những hiểu biết sâu sắc về các cơ chế cơ bản của sự phát triển tim, có khả năng dẫn đến các phương pháp điều trị hiệu quả hơn cho các dị tật tim bẩm sinh và các tình trạng tim khác. Việc khám phá ra rằng nhịp đập của tim tự nó đóng vai trò quan trọng trong việc định hình sự phát triển của nó nhấn mạnh sự phức tạp và tinh vi của sinh học phát triển.