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4D analysis of heart development and regeneration using advanced light microscopy

Projektbeschreibung

In-vivo-Lichtscheibenmikroskopie von Zebrafischembryonen gibt Aufschluss über Kardiogenese

Von 1990 bis 2021 ist die Zahl der Todesfälle aufgrund von Herz-Kreislauf-Erkrankungen weltweit von etwa 12 Millionen auf ungefähr 20 Millionen gestiegen, und immer mehr Kinder mit angeborenen Herzfehlern, den häufigsten Fehlbildungen bei der Geburt, überleben. Im Rahmen des durch die Marie-Skłodowska-Curie-Maßnahmen unterstützten Projekts 4DHeart werden die genetischen und umweltbedingten Faktoren untersucht, die die kardiovaskuläre Entwicklung beeinflussen, wobei das bekannte Zebrafischmodell zur Darstellung der Herzentwicklung in vivo dient. Innerhalb des Ausbildungsprogramms werden die revolutionäre Lichtscheibenmikroskopie genutzt sowie Instrumente und Verfahren einschließlich fortgeschrittener Software und optischer Pinzetten eingeführt. Mit diesen wird das Team ein Instrumentarium erstellen, das mit den vorhandenen Softwarepaketen kompatibel ist und eine ganzheitliche Modellierung der Herzmorphogenese des Zebrafisches ermöglicht.

Ziel

Cardiovascular (CV) disease is a main cause of death worldwide. During adulthood, ischemic heart disease leads to heart failure and perinatally, congenital heart defects are found in over 20% of deaths. Moreover, genetic or epigenetic factors altering development can have an impact much later in life. These facts underscore the need of a better understanding of the genetic and environmental factors that influence CV development. An important way to increase our knowledge is by visualizing cardiac development in vivo. Recent advance in microscopy allows monitoring CV development at a cellular level in organisms such as the zebrafish model. Particularly revolutionary has been the development of light sheet microscopy (LSM). We want to further exploit LSM for in vivo manipulation of cells in the embryonic zebrafish heart and measure with high precision biophysical parameters, by introducing novel features to LSM such as optical tweezers. High throughput cardiac imaging protocols for zebrafish larvae suitable for screenings will be set up. We will develop softwares to enhance resolution of acquisition, large dataset handling and image-processing. The aim is to generate a toolbox to be implemented into existing software packages allowing a complete modeling of zebrafish cardiac morphogenesis. We will adapt LSM for adult zebrafish hearts to study cardiac regeneration and mouse heart development at cellular resolution. Each Early Stage Researchers (ESRs) will develop their own technology to solve a biological problem at the frontier of knowledge. ESRs will receive multidisciplinary (CV development, physics, biocomputing, bioimaging) as well as intersectorial (academic research, SMEs, large companies) training and will achieve unique skills on microscopy, in-vivo imaging and image analysis allowing them to interrogate questions on cardiac development and regeneration. Their profile will be at the interface of a bioengineer and a life science researcher filling a currently existing gap on the market.

Koordinator

CENTRO NACIONAL DE INVESTIGACIONES CARDIOVASCULARES CARLOS III (F.S.P.)
Netto-EU-Beitrag
€ 89 509,68
Adresse
CALLE MELCHOR FERNANDEZ ALMAGRO 3
28029 Madrid
Spanien

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Region
Comunidad de Madrid Comunidad de Madrid Madrid
Aktivitätstyp
Research Organisations
Links
Gesamtkosten
€ 89 509,68

Beteiligte (7)

Partner (7)