Krew: siła napędowa rozwoju
Jak wiadomo, w rozwijającym się embrionie komórki dzielą się, przemieszczają i różnicują w odpowiedzi na sygnały z ich otoczenia. Pozostaje jednak niejasne, w jaki sposób układy biologiczne pozyskują bodźce z otoczenia i jaki jest związek danych na temat położenia z ograniczeniami geometrycznymi. Pierwszym czynnym narządem, który powstaje w rozwijającym się embrionie, jest serce, co dowodzi znaczenia układu krążenia i przepływu krwi dla wzrostu. Zakres finansowanego przez UE projektu "Biological flows and embryonic development" (FLOWBUILT) obejmował nakreślenie roli przepływu krwi na wczesnych etapach rozwoju i aktywowanych przez niego szlaków molekularnych. Naukowcy badali przede wszystkim powstawanie naczyń krwionośnych podczas embriogenezy. Dlatego też wybrali jako organizm modelowy danio pręgowanego: jest on przezroczysty i łatwo poddaje się manipulacjom genetycznym. W dodatku embriony danio pręgowanego nie potrzebują czynności serca w ciągu pierwszych pięciu dni rozwoju, co czyni z nich doskonały model do badań nad rolą sił przepływu w angiogenezie. Łącząc nowoczesne metody obrazowania i modelowania przepływu krwi naukowcy byli w stanie opisać biomechanikę tworzenia naczyń krwionośnych. Modele całego układu naczyniowego danio pręgowanego wskazują, że na nacisk w nowo powstałych naczyniach mają duży wpływ czerwone ciałka krwi. Na poziomie molekularnym odkryto, że przepływ krwi wywierał wpływ na dojrzewanie śródbłonka. Dzięki badaniu mutantów z wadami zastawek serca konsorcjum wyjaśniło oddziaływanie przepływu krwi na pewne przegrupowania komórek, zachodzące podczas tworzenia się zastawek. Ważną część projektu stanowiły badania mechanizmów wykrywania przepływu krwi przez rozwijającą się tkankę śródbłonka. Naukowcy odkryli, że podczas angiogenezy komórki śródbłonka mają wyrostki, tzw. cilia, dzięki którym mogą określać siłę przepływu krwi. To odkrycie pozwoliło wyjaśnić rolę krwi w prawidłowym rozwoju serca oraz w przypadku jego wad. Podsumowując, efektem prac zespołu projektu FLOWBUILT jest dostarczenie fundamentalnej wiedzy o kluczowych mechanizmach rozwoju embrionalnego. Uzyskane dane podkreślają znaczenie przepływu krwi dla powstawania naczyń krwionośnych i rozwoju serca oraz mogą znaleźć zastosowanie w badaniach nad wrodzonymi kardiomiopatiami.
Słowa kluczowe
Danio pręgowany, przepływ krwi, rozwój embrionalny, serce, przepływ biologiczny
