Ben je geïnteresseerd in de wereld van wetenschap & technologie en wil je hier graag meer over lezen? Word dan lid van KIJK!
Engelse onderzoekers hebben een model gemaakt, dat voorspelt hoe hartcellen hun perfecte match vinden tijdens de embryonale ontwikkeling.
Voor het ontstaan van het hart moeten cellen bij elkaar komen vanuit twee verschillende plekken in een embryo. Wetenschappers aan de Universiteit van Warwick hebben nu door onderzoek in fruitvliegjes met een model laten zien hoe dit gebeurt. Hierover schrijven ze in Biophysical Journal.
Lees ook:
- Beschadigd muizenhart herstelt zichzelf dankzij eiwit van zebravissen
- Hoe creëer je een genetisch gemodificeerd varkenshart?
Wiebelen en bijstellen
Een kloppend hart is het teken van leven. Het is dan ook cruciaal dat dit orgaan zich goed ontwikkelt. Maar hoe wordt het hart letterlijk kloppend? In zowel fruitvliegjes als mensen komt het hartweefsel van twee verschillende plekken in het embryo. In het begin liggen die ver uit elkaar, maar tijdens de ontwikkeling maken de cellen een reis. Als alles goed gaat, smelten ze samen en vormen een buis, het hart. Het is erg belangrijk dat de cellen precies op de goede plek komen. De onderzoekers vroegen zich af hoe het kan dat ze na een beetje wiebelen en bijstellen vrijwel altijd koppelen aan de juiste cel.
Tentakels
Wanneer de hartweefsels uit de verschillende plekken bij elkaar komen, bewegen ze flink en botsen ze tegen elkaar aan. Deze migrerende cellen hebben een soort uitstekende tentakels, zogenoemde filopodia. Die uitsteeksels zoeken en grijpen potentiële partnercellen.
In eerder onderzoek kwamen dezelfde wetenschappers er al erachter dat bepaalde eiwitten golven met een soort mechanische spanning creëren om verkeerd gekoppelde cellen uit elkaar te trekken, en ze daarmee vervolgens nog een kans te geven wel de goede match te vinden. In een persbericht vergeleek hoofdonderzoeker Timothy Saunders dit proces met speeddaten: “Ze hebben maar een korte periode om vast te stellen of ze een goede match zijn, voordat hun moleculaire ‘vrienden’ ze uit elkaar trekken als ze niet compatibel zijn.”
Model
De wetenschappers hebben nu een model gemaakt dat de bewegingen van de cellen kan voorspellen, en laat zien hoe genetische variaties de hartontwikkeling kunnen verstoren in fruitvliegjes. Ze laten daarmee zien dat er een soort balans van energie ontstaat in de cellen op het moment dat ze aan elkaar hechten. Het model kan de aantrekkingskracht tussen de cellen uitrekenen, en voorspellen hoe de cellen zullen matchen en herschikken. De onderzoekers testten fruitvliegjes met mutaties in hun cellen die zorgden voor een verkeerd ontwikkelingsproces. Door deze informatie toe te voegen aan het model, produceerde het uitkomsten die heel dicht kwamen bij hoe het er in echte embryo’s aan toegaat.
Het model biedt niet alleen inzicht in hartontwikkeling, maar ook in andere biologische processen. Het samensmelten van cellen speelt bijvoorbeeld ook een rol bij de vorming van neuronale verbindingen, wondgenezing en de ontwikkeling van het gezicht.
Bronnen: Biophysical Journal, EurekAlert!