Una nuova prospettiva sulla visualizzazione dello sviluppo cardiaco
La formazione del cuore dei vertebrati durante lo sviluppo è un processo intricato che coinvolge la complessa interazione di fattori genetici ed epigenetici. Dall’impegno (commitment) delle cellule al destino cardiaco alla formazione delle valvole, il processo deve essere regolato in modo attento e infallibile. Errori in qualsiasi fase del processo potrebbero causare disturbi cardiaci congeniti. La morfogenesi cardiaca aviaria assomiglia al processo mammifero; inoltre il cuore degli uccelli e quello dei mammiferi condividono una simile struttura quadriloculare. Di conseguenza l’embrione aviario rappresenta un modello idoneo per studiare lo sviluppo cardiaco, e la sua accessibilità a livello ottico permette l’osservazione diretta dei movimenti cellulari. Il progetto DYNIMHEART (Defining the biomechanics of the developing heart through high-speed dynamic fluorescent imaging in transgenic quail embryos) si proponeva di fare avanzare ulteriormente il sistema. Questo è stato raggiunto tramite l’imaging in fluorescenza dinamica del sistema vascolare in fase di sviluppo. Gli scienziati hanno creato quaglie transgeniche che esprimevano proteine fluorescenti nelle cellule dell’endocardio o endoteliali. Utilizzando firme spettrali, sono riusciti a mappare il loro movimento e distinguerle da altri tipi di cellule. È stato sviluppato software specializzato che facilita la tracciabilità cellulare a fluorescenza che, insieme alla microscopia confocale ad alta velocità, ha permesso di ricostruire i dati in immagini 4D. I ricercatori hanno inoltre sviluppato una nuova tecnica chiamata eN&B (enhanced Number and Brightness), basata sui precedenti protocolli (N&B). La tecnica permette l’immaginografia dell’aggregazione del recettore EphB2 nelle cellule viventi a un livello di risoluzione senza precedenti. La tecnica non si limita all’EphB2 e può essere usata in qualsiasi proteina che può essere taggata a fluorescenza. Applicandola negli embrioni viventi, gli scienziati saranno in grado di determinare i fattori chiave coinvolti nella separazione e morfogenesi dei tessuti. Si è prestata particolare attenzione all’attivazione della via di segnalazione delle efrine, componente essenziale della formazione dei limiti dei tessuti. Il consorzio ha utilizzato la fosforilazione dei recettori tirosin chinasici come indicatore dell’attivazione delle efrine. Inoltre, il rilevamento dell’aggregazione dei recettori in tempo reale ha offerto un’ulteriore prospettiva per studiare le interazioni tra cellule durante la morfogenesi dei tessuti. I risultati del progetto DYNIMHEART forniranno alla comunità scientifica un nuovo strumento per studiare la morfogenesi, offrendo approfondimenti senza precedenti sullo sviluppo spaziotemporale del cuore. Dovrebbero anche rivelare nuove molecole con un ruolo fondamentale nella morfogenesi cardiaca.
Parole chiave
Embriogenesi, morfogenesi, DYNIMHEART, imaging in fluorescenza dinamica, quaglia transgenica, tracciabilità cellulare a fluorescenza, enhanced Number and Brightness, recettore EphB2, percorso Ephrin
