Os cientistas acabaram de publicar o mapa mais detalhado do coração humano em desenvolvimento até à data. O “atlas” celular mais abrangente do coração humano em desenvolvimento até à data foi criado utilizando tecnologia de ponta e inclui tipos de células nunca antes vistos.
Conhecer o coração como nunca se conheceu
O coração humano começa a desenvolver-se muito cedo durante a gestação. O processo de formação do coração começa apenas algumas semanas após a conceção. Agora, os cientistas publicaram um atlas do coração que inclui 75 tipos de células cardíacas, incluindo tipos de células nas válvulas cardíacas e nos músculos que alimentam as suas batidas, que nunca foram vistos antes.
Esta informação mostra como estas e outras células se organizam para formar as diferentes estruturas internas do coração no útero. A investigação, que foi divulgada na quarta-feira (13 de março) na revista Nature, também revela como as diferentes células interagem durante o desenvolvimento do coração.
Pela primeira vez, podemos observar como as células cardíacas se organizam para formar as diferentes estruturas do coração com alta resolução, semelhante a fazer zoom em casas individuais no Google Maps.
Disse Elie Farah, primeiro autor do estudo e estudante no Laboratório de investigação Neil Chi da Universidade da Califórnia.
Para elaborar o seu mapa, Farah e os seus colegas estudaram corações humanos inteiros que tinham sido doados ao Banco de Tecidos Perinatais da UCSD, um banco de tecidos utilizado para estudar a gravidez humana. Os corações no estudo foram doados entre as semanas 9 e 16 de desenvolvimento fetal.
Nesta fase, o coração já progrediu de ser um simples tubo para desenvolver quatro câmaras distintas, mas ainda é muito menor do que um coração adulto.
Estudar o RNA, o compêndio dos genes
Uma das técnicas utilizadas pelos investigadores foi a sequenciação de RNA de célula única, que lhes permitiu observar um tipo de material genético chamado RNA dentro de cada célula cardíaca.
O RNA transporta os planos armazenados nos genes para as fábricas de construção de proteínas de uma célula, por isso analisar o RNA pode ajudar os cientistas a identificar diferentes tipos de células.
A outra técnica utilizada neste estudo chama-se “hibridação in situ de fluorescência robusta a erros multiplexados”, ou MERFISH para abreviar. Foi introduzida em 2019 por Quan Zhu, diretor associado do Centro de Epigenética da UCSD e coautor do novo artigo. Este método permite aos investigadores detetar e quantificar transcritos de RNA – os planos copiados – de centenas de genes em cada célula enquanto registam a localização anatómica da célula num órgão.
Além de analisar corações inteiros, a equipa realizou estudos genéticos com ratos e testes laboratoriais com células estaminais humanas. Estes demonstraram como diferentes tipos de células comunicam entre si para impulsionar o desenvolvimento das estruturas internas do coração.
Por exemplo, observaram interações entre células musculares nos ventrículos do coração; fibroblastos, ou células que contribuem para a formação de tecido conjuntivo; e células endoteliais, que revestem os vasos sanguíneos. Estas interações podem desempenhar um papel na formação das paredes ventriculares do coração.
Embora este atlas seja sem precedentes em detalhe, ainda se esperam melhores versões, que estão já em desenvolvimento.
Segundo o investigador, o próximo passo, já em desenvolvimento, é criar um modelo 3D completo do coração humano. Em seguida, os investigadores desejam acompanhar o desenvolvimento do coração ao longo do tempo para criar “um atlas 4D do coração humano em desenvolvimento” – basicamente uma espécie de “filme” do desenvolvimento cardíaco que proporcionaria aos cientistas uma melhor compreensão deste processo crítico.