Wissenschaftler filmen Herzbildung im Zeitraffer
Forscher haben zum ersten Mal in einer Serie von Zeitrafferbildern den Moment dokumentiert, in dem sich das Herz in einem Maus-Embryo zu formen beginnt. Die Aufnahmen zeigen, wie sich Herzmuskelzellen früh in der Entwicklung spontan organisieren – zu einer Struktur, die bereits an ein Herz erinnert.
Technologie erlaubt neue Einblicke in frühe Entwicklung
Ein Team um Dr. Kenzo Ivanovitch vom Great Ormond Street Institute of Child Health am University College London nutzte eine Technik namens Lichtscheibenmikroskopie, um Embryonen über 40 Stunden hinweg zu beobachten. Alle zwei Minuten erfassten sie neue Aufnahmen.
„Wir konnten Herzbildung erstmals so nah und so lang beobachten“, erklärte Ivanovitch. Die größte Herausforderung war es, die Embryonen über mehrere Tage zuverlässig im Labor am Leben zu halten.
Zellen folgen geordneten Bahnen – viel früher als gedacht
Während einer frühen Entwicklungsphase namens Gastrulation beginnen sich die künftigen Herzmuskelzellen (Kardiomyozyten) zu sammeln. Mit fluoreszierenden Markern färbte das Team diese Zellen ein, sodass sie in unterschiedlichen Farben leuchteten.
Entgegen bisherigen Annahmen bewegten sich die Zellen nicht zufällig. Sie folgten geordneten Wegen – je nachdem, ob sie später zu Vorhöfen oder Herzkammern werden sollten.
Frühe Zellbewegungen entscheidend für korrekte Herzbildung
Ivanovitch betonte: „Unsere Beobachtungen zeigen, dass die Bestimmung der Zellfunktion und die Bewegungsrichtung viel früher stattfinden als bisher angenommen.“ Die bisher als chaotisch gedeuteten Zellbewegungen folgen offenbar versteckten Mustern, die die korrekte Herzbildung sichern.
Neue Perspektiven für Medizin und Forschung
Die Erkenntnisse könnten dabei helfen, angeborene Herzfehler besser zu verstehen. Diese betreffen weltweit etwa jedes hundertste Neugeborene. Die Methode kann künftig auch die Entwicklung von Herzgewebe im Labor voranbringen – ein wichtiger Schritt in der regenerativen Medizin.
Die vollständige Studie wurde im EMBO Journal veröffentlicht.
