Ученые Калифорнийского университета в Сан-Диего составили пространственно организованные клеточные сообщества, которые формируют развивающееся человеческое сердце. Подробные данные о клеточных взаимодействиях дают новое понимание структурных заболеваний и необходимы для конструирования сердечных тканей.
Сердце человека состоит из сложных структур, имеющих решающее значение для его функции. Нарушение этих структур может привести к структурным заболеваниям органа, таким как гипертрофические кардиомиопатии и врожденные пороки сердца. Однако типы клеток, которые создают человеческое сердце, их взаимодействие, организация пока еще полностью не определены.
Результаты работы ученых представляют собой молекулярный и пространственный атлас клеток сердца с высоким разрешением. Исследование опубликовано в журнале Nature.
Редакция «За науку» попросила Валерию Цвелую, заведующую лабораторией экспериментальной и клеточной медицины МФТИ, прокомментировать это исследование:
Это очень скрупулезная и дорогостоящая работа. Ученые проанализировали различные группы клеток, которые формируют развивающееся сердце человека, провели полноценное секвенирование Single-cell RNA sequencing (scRNA-Seq), то есть посмотрели РНК, по сути, на уровне каждой отдельной клеточки, нашли различные маркеры и попытались восстановить все участки сердца. Чем это примечательно? Обычно исследователи берут клеточный комплекс, получают множество маркеров от разных клеточных кластеров и смотрят все в совокупности. scRNA-Seq позволяет клетки разделить и проводить анализ над малыми группами, добиться более четкой выборки. Более того, в рамках этой работы ученые создали полную визуализацию органа методом MR-FISH — комбинированным молекулярно-цитогенетическим методом, что позволило разбить ткани на тонкие слайсы с очень высоким разрешением и отсканировать полученные материалы.
scRNA-seq идентифицирует разнообразный диапазон различных сердечных клеток, которые создают развивающееся человеческое сердце.
Таким образом, был составлен скрупулезный атлас эмбрионального сердца — сделано подробнейшее описание, где какие клетки находятся и какие маркеры они экспрессируют, практически на одноклеточном уровне! Благодаря глубокому и подробному анализу ученым удалось найти несколько новых популяций и субпопуляций клеточных кластеров, которые расположены в нетипичных для них местах. Это хороший наглядный материал для функциональных исследований, дифференциации клеток in vitro.
Но здесь есть свои «но»! Пожалуй, основное — это использование эмбрионного сердца сроком от 9 до 16 недель — ведь это огромный разброс для развивающегося органа. Кроме того, зная о четком месторасположении клеток, мы не видим полной картины их взаимодействия. Почему они находятся именно там, какой функционал несут, остаются ли с дальнейшим развитием органа или мигрируют.
Мы надеемся, что исследование продолжится и ученые откроют не только месторасположение, но и дальнейшее развитие клеток — такое знание очень бы пригодилось многочисленным исследователям и медицине в целом.
