Имперские биоинженеры обнаружили новый механизм, стимулирующий рост сердечных клапанов у эмбрионов рыбок данио.
Выводы из доклада Национального института здоровья и медицинских исследований (Inserm) во Франции, Страсбургского университета и Имперского колледжа Лондона проливают свет на то, как сердечные клапаны растут и обретают свою форму у эмбрионов. Они также могут помочь нам понять, почему некоторые клапаны не развиваются должным образом, что потенциально открывает новые возможности для лечения.
У человека сердце разделено на четыре камеры: два предсердия вверху, куда поступает кровь, и два желудочка внизу, которые перекачивают кровь обратно в тело. Кровь перекачивает сердце через одностороннюю систему из четырех клапанов, предотвращающих обратный ток. Когда сердце сжимается и расслабляется, клапаны открываются и закрываются, позволяя крови течь в предсердия и из желудочков попеременно.
Сердечные клапаны постоянно подвергаются воздействию механических сил, генерируемых сердцебиением, а заболевания сердечных клапанов могут означать, что кровь не циркулирует должным образом, что потенциально может вызвать сердечную недостаточность, инсульт и смерть. Некоторые люди рождаются с пораженными сердечными клапанами, известными как врожденные пороки сердечных клапанов, но то, как именно клапаны растут у эмбрионов, неизвестно.
Бьющиеся сердца
Чтобы провести исследование, исследователи изучили роль ионов кальция (Ca2 +) и аденозинтрифосфата (АТФ) и установили, что эти сигнальные молекулы активируются механическими силами в сердце рыбок данио. Они обнаружили, что эти факторы вносят вклад в механизмы создания клеток сердечного клапана, которые управляются механическими силами, активируемыми бьющимся сердцем.
Доктор. Вермо добавил, что "Эта работа далее раскрывает, как механические силы могут влиять на ремоделирование тканей в развивающихся органах."
Исследователи говорят, что их результаты могут помочь нам лучше понять, как механические силы влияют на дифференцировку клеток и какова их роль в создании деформированных клапанов. Они могут привести к лекарствам, лечению и даже использоваться для помощи в выращивании замещающего клапана для пациентов с дефектами клапана.
Затем исследователи рассмотрят, как этот путь взаимодействует с другими и как их результаты могут быть применены в тканевой инженерии и в других организмах, таких как мыши и люди.
"Биоэлектрическая передача сигналов контролирует положение сердечного клапана и судьбу клеток в ответ на механические силы" Авторы: Хадзимэ Фукуи, Рене Вей-Ян Чоу, Цзин Се, Йоке Инь Фу, Чун Хвай Яп, Николас Минк, Наоки Мочизуки и Жюльен Вермот. Опубликовано 15 октября 2021 г. в журнале Science.