MADRID 21 jul. (EUROPA PRESS) -
Uma equipe de especialistas do Centro Nacional de Pesquisas Cardiovasculares (CNIC) realizou um estudo que resultou na criação de um mapa virtual mostrando como o coração dos mamíferos se forma durante os primeiros estágios do desenvolvimento embrionário, o que foi feito por meio de um novo método computacional.
Mais especificamente, esse trabalho, publicado na revista especializada “eLife”, combinou a microscopia ao vivo de modelos experimentais com técnicas avançadas de análise de imagens e aprendizado de máquina. Com isso, foram reconstruídos os movimentos e as mudanças de forma que transformam o tecido cardíaco inicial no tubo cardíaco primitivo.
“A microscopia em tempo real nos permite observar o desenvolvimento do coração, mas converter essas imagens complexas em informações quantitativas representou um grande desafio”, explicou a primeira autora deste estudo e pesquisadora do CNIC, Morena Raiola, que acrescentou que esse mapa virtual “permite agora acompanhar como cada região do tecido cardíaco inicial contribui para o tubo cardíaco primitivo”.
Nesse sentido, a pesquisa revela que o coração é o primeiro órgão a se formar e a começar a funcionar nos mamíferos. Durante seu desenvolvimento, um grupo plano de células precursoras, conhecido como primórdio cardíaco, se desloca e muda de forma até formar um tubo tridimensional capaz de começar a bombear sangue.
Nesse contexto, os autores destacaram que compreender esse processo poderia ajudar a explicar como o coração se desenvolve normalmente e como as alterações podem levar a cardiopatias congênitas. No entanto, eles reconheceram que seu estudo é complexo, pois o tecido muda rapidamente de forma, ao mesmo tempo em que o coração embrionário começa a bater.
MICROSCOPIA COM INTERVALO DE TEMPO
De qualquer forma, e com o objetivo de esclarecer essa questão, os pesquisadores desenvolveram esse método computacional que permite acompanhar o movimento dos tecidos diretamente a partir de imagens de microscopia com lapso de tempo. Assim, validaram o método comparando seus resultados com os movimentos de células individuais cujo rastreamento havia sido realizado experimentalmente.
Em seguida, os especialistas utilizaram o aprendizado de máquina para alinhar os dados de diferentes embriões e combiná-los em um único modelo de desenvolvimento cardíaco, que mostra onde e quando o tecido se estica, cresce ou muda sua direção de movimento à medida que a primórdia cardíaca se transforma no tubo cardíaco linear.
Além disso, eles afirmaram que esse mapa relaciona a posição inicial de uma célula ou de uma região de tecido com a parte do tubo cardíaco para a qual ela contribuirá posteriormente, o que, segundo eles, oferece uma nova maneira de explorar como as diferentes regiões do coração embrionário se organizam ao longo do tempo.
Por outro lado, essa análise revelou que as células vizinhas costumam se mover juntas de forma coordenada, mas nem todas as partes do tecido se deformam da mesma maneira. Pelo contrário, o primórdio cardíaco se divide em regiões diferenciadas, cada uma com seu próprio padrão de movimento e crescimento, padrões esses que transformam o primórdio cardíaco, inicialmente bilateral, em um tubo cardíaco tridimensional de orientação longitudinal.
“O principal avanço é que agora podemos descrever a formação do tubo cardíaco de forma quantitativa e demonstrar que o coração primitivo se forma a partir de diferentes regiões de tecido que seguem padrões de deformação específicos, mas coordenados com precisão”, destacou o chefe do Grupo de Controle Genético do Desenvolvimento e Regeneração de Órgãos do CNIC e autor principal deste estudo, Miguel Torres.
Por fim, após os pesquisadores terem exposto que também foram fornecidas novas informações sobre a formação da câmara ventricular primitiva, eles afirmaram que esse novo método computacional também poderia ser utilizado para estudar outros órgãos e tecidos que passam por complexas mudanças tridimensionais durante o desenvolvimento embrionário.
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