Investigación conjunta de la University College London y del Instituto Francis Crick observaron, el origen de las células cardíacas a través imágenes 3D de un corazón formándose en tiempo real, de un embrión de ratón vivo.
Estudio publicado por The EMBO Journal, relata la aplicación una técnica de microscopía avanzada de lámina de luz en un modelo de ratón particularmente diseñado. Esta técnica se basa en la utilización de una fina lámina de luz que ilumina y toma fotografías precisas de muestras diminutas, logrando así imágenes en 3D nítidas y sin afectar el tejido. Con esta técnica lograron rastrear células individuales al mismo tiempo que se movían y dividían en un lapso de dos días, a partir de la gastrulación hasta la formación del corazón primitivo, permitiendo a los investigadores identificar el origen celular del corazón.
La gastrulación es un proceso por el cual las células empiezan a especializarse y organizarse en las estructuras primarias del individuo, incluyendo al corazón. En los seres humanos este proceso se presenta en la segunda semana de gestación. Según los investigadores, los hallazgos obtenidos podrían lograr revolucionar la modalidad de entender y tratar los defectos cardíacos congénitos del modelo que tienen actualmente los científicos.
El autor principal, el Dr. Kenzo Ivanovitch (Instituto de Salud Infantil Great Ormond Street de la UCL y becario de investigación intermedio de la Fundación Británica del Corazón), afirmó: «Esta es la primera vez que hemos podido observar las células cardíacas tan de cerca, durante tanto tiempo, durante el desarrollo de los mamíferos. Primero tuvimos que cultivar los embriones de forma fiable en una placa de cultivo durante largos periodos, desde unas pocas horas hasta unos pocos días, y lo que descubrimos fue totalmente inesperado».
A través de marcadores fluorescentes señalaron los cardiomiocitos (células cardiacas), haciendo que estas brillen con colores característico. Combinada con la microscopía de lámina de luz, permitió que los investigadores obtengan un video detallado logrando capturar fotografías cada 2 minutos en un lapso de 40 horas, resultando en imágenes nunca antes vistas. Estas imágenes muestran el movimiento de las células, su división y como se forma el inicio del embrión. Los cardiomiocitos se pudieron rastrear hasta las células anteriores. Esto ayuda a los científicos a identificar cuándo y dónde aparecen las células en el embrión de las primeras células que forman el corazón.
Las células embrionarias en sus primeras etapas se vuelven multipotentes consiguiendo transformarse no solo en células cardiacas, sino que además en células endocárdicas. Estas células recubren las paredes internas de los vasos sanguíneos y cavidades cardiacas. Sin embargo, en el comienzo de la gastrulación se identificó que después de la primera división celular, las células contribuyen al corazón emergiendo rápida y organizadamente. Cada célula avanza en caminos distintos, dando a entender que conocen su trayectoria y el papel que van a desempeñar ya sea ayudando a la formación de los ventrículos o las aurículas.
El Dr. Ivanovitch dijo: “Nuestros hallazgos demuestran que la determinación del destino cardíaco y el movimiento direccional de las células pueden regularse mucho antes en el embrión de lo que sugieren los modelos actuales. Esto cambia fundamentalmente nuestra comprensión del desarrollo cardíaco al demostrar que lo que parece ser una migración celular caótica en realidad está gobernada por patrones ocultos que garantizan la formación adecuada del corazón”.
La autora principal, candidata a doctorado Shayma Abukar (Instituto de Salud Infantil Great Ormond Street de UCL e Instituto de Ciencias Cardiovasculares de UCL), dijo: “Ahora estamos trabajando para comprender las señales que coordinan esta compleja coreografía de movimientos celulares durante el desarrollo cardíaco temprano. El corazón no proviene de un solo grupo de células, se forma a partir de una coalición de grupos de células distintos que aparecen en diferentes momentos y lugares durante la gastrulación”.
El Dr. Ivanovitch afirmó: «En el futuro, esperamos que este trabajo ayude a descubrir nuevos mecanismos de formación de órganos. Esto aportará información a los principios de diseño para programar con precisión los patrones y formas de los tejidos para la ingeniería de tejidos».
Estos hallazgos representan un enorme avance en el campo médico de la medicina regenerativa ya que significa una revolución en la comprensión y el tratamiento de las cardiopatías congénitas. Con los datos recopilados la investigación se podría lograr nuevos estudios y avanzar en el progreso del desarrollo de tejidos cardiacos que resultan indispensables. Podemos observar como la tecnología conjunta con la medicina, han logro cambiar la perspectiva del cuadro clínico de pacientes que padecen de enfermedades adquiridas o heredadas. Atreves de investigaciones como la presentada en este blog se podrá utilizar métodos similares para identificar las células primarias de mas órganos y así emplear un árbol genealógico para seguir la secuencia en la formación de órgano, dando como resultado tratar patologías en distintos órganos del cuerpo.
LINKS
https://www.embopress.org/doi/full/10.1038/s44318-025-00441-0
https://www.ucl.ac.uk/news/2025/may/scientists-film-heart-forming-3d-earlier-ever
