Mappato l’organo cardiaco nel suo sviluppo con una risoluzione a singola cellula, scoprendo la distribuzione regionale di un’ampia gamma di sottopopolazioni di cellule cardiache e rivelando come queste cellule interagiscono durante lo sviluppo del cuore. Le informazioni dettagliate scoperte in questo studio possono aiutare a migliorare la nostra comprensione dei meccanismi che sono alla base delle malattie cardiache congenite e adulte e possono anche guidare nuove strategie per la riparazione del cuore
Un atlante cellulare spaziale completo del cuore umano in via di sviluppo, presentato su Nature questa settimana, rivela come diversi tipi di cellule cardiache interagiscono e si organizzano in strutture cardiache complesse che sono fondamentali per la funzione cardiaca.
Il cuore, che è il primo organo a svilupparsi nei mammiferi, è costituito da strutture altamente organizzate che devono coordinarsi per funzionare correttamente.
I difetti in queste strutture possono contribuire alle cardiopatie congenite e alle condizioni cardiache negli adulti.
Con lo sviluppo delle tecnologie a singola cellula negli ultimi anni, gli scienziati hanno generato un elenco raffinato dei tipi di cellule del cuore umano adulto e dei loro progenitori.
Combinando l’analisi di singole cellule con i dati di espressione genica spaziale, alla Università della California San Diego sono stati in grado di assemblare una mappa spaziale del cuore umano in via di sviluppo con una risoluzione a singola cellula, scoprendo la distribuzione regionale di un’ampia gamma di sottopopolazioni di cellule cardiache e rivelando come queste cellule interagiscono durante lo sviluppo del cuore.
L’analisi a singola cellula ha identificato 75 sottopopolazioni che mostravano caratteristiche che corrispondevano alla loro posizione anatomica e allo stadio di sviluppo, compresi nuovi sottotipi di cellule nelle valvole cardiache.
Un metodo di imaging spaziale chiamato MERFISH ha permesso l’identificazione spaziale preliminare di singole cellule attraverso l’imaging simultaneo di centinaia o migliaia di geni specifici in una singola cellula. Insieme alla trascrittomica a singola cellula, questi dati hanno permesso agli autori di mappare i trascrittomi completi su una mappa spaziale preliminare, consentendo una risoluzione e una profondità di comprensione senza precedenti delle singole cellule e di dove risiedono.
Gli autori hanno scoperto interazioni tra specifiche combinazioni di popolazioni cellulari, facendo luce sui modelli di segnalazione che guidano lo sviluppo di diverse strutture cardiache.
Ad esempio, hanno osservato interazioni tra cellule muscolari cardiache ventricolari, fibroblasti (parte del tessuto connettivo) e cellule endoteliali (che rivestono i vasi sanguigni), che possono avere un ruolo nella formazione della parete ventricolare.
Le informazioni dettagliate scoperte in questo studio possono aiutare a migliorare la nostra comprensione dei meccanismi che sono alla base delle malattie cardiache congenite e adulte e possono anche guidare nuove strategie per la riparazione del cuore, concludono gli autori.
Immagine: Jessyka Diaz
