Les techniques d'imagerie en direct ont permis aux chercheurs espagnols de mieux comprendre le développement du cœur embryonnaire chez la souris. Leur analyse révèle la coordination qui se produit entre les cellules progénitrices cardiaques - des cellules similaires aux cellules souches qui peuvent se transformer en un autre type de cellule spécifique au cours du développement cardiaque. Ils ont découvert que les cellules progénitrices passent par des phases alternées de transformation en muscle cardiaque (différenciation) pour initier la fonction cardiaque précoce, et contribuent à la morphogenèse cardiaque. L'étude, qui a été initialement publié en tant que prépublication dans bioRxiv, paraît aujourd'hui dans la revue eLife .
« Des études antérieures ont montré que deux populations de cellules progénitrices sont impliquées dans le développement cardiaque des vertébrés :les cellules du premier champ cardiaque (FHF) et les cellules du second champ cardiaque (SHF), " explique l'auteur principal Kenzo Ivanovitch du Centre national espagnol de recherche cardiovasculaire (CNIC). " Les FHF sont recrutés au début du développement pour former la forme initiale du tube cardiaque, et les SHF sont introduits plus tard pour étendre la longueur du tube. Cependant, jusqu'à maintenant, le rôle exact de la différenciation cellulaire et des mouvements cellulaires au cours du développement cardiaque n'a pas été capturé."
Pour approfondir ce processus, Ivanovitch et son équipe, dont Susana Temiño, un technicien au CNIC, établi un embryon entier, méthode d'imagerie en direct basée sur la microscopie à deux photons qui permet de suivre les tissus au niveau cellulaire. À l'aide de divers outils de traçage génétique, ils ont marqué les cellules progénitrices et différenciées et les ont suivis en 3D au fil du temps. Ils ont ensuite combiné ces images avec des reconstructions 3D du tube cardiaque à plusieurs stades de développement.
"Nos images ont montré trois phases distinctes de formation du tube cardiaque, " explique Ivanovitch. " Dans une phase initiale, Les cellules FHF se différencient rapidement pour former un croissant cardiaque, tandis qu'une morphogenèse limitée a lieu. Dans la deuxième étape, il n'y a pas d'événements de différenciation, mais une morphogenèse étendue a pour résultat le tube cardiaque complètement formé. Et dans la troisième et dernière phase, la différenciation des cellules cardiaques reprend et contribue aux régions du cœur connues dérivées du SHF. Ce calendrier étroitement réglementé permet au jeune cœur de commencer à travailler selon les besoins de l'embryon, tout en construisant simultanément l'architecture complexe de la finale, organe définitif."
Ces résultats mettent en évidence le rôle essentiel que jouent les cellules FHF et SHF dans le développement cardiaque embryonnaire et révèlent une coordination au niveau tissulaire entre les phases alternées de différenciation et de morphogenèse au cours de la formation du tube cardiaque.
Auteur principal Miguel Torres, Chef de groupe au CNIC, dit, "À l'avenir, nous espérons que s'appuyer sur ces travaux permettra de révéler de nouveaux mécanismes d'organogenèse. Cela aurait des implications importantes pour une meilleure compréhension à la fois du développement cardiaque normal et des origines des anomalies chez les nouveau-nés."
