Estudo detecta momento exato em que coração passa a bater em embrião animal

A pesquisa liderada por pesquisadores da Escola Médica de Harvard e da Universidade de Harvard, nos Estados Unidos, revela que as células cardíacas do peixe-zebra começam a bater repentinamente — e de uma só vez, formando um movimento cardíaco sincronizado.

O início dos batimentos das células acontece à medida que os níveis de cálcio e os sinais elétricos aumentam. Cada célula pode bater sozinha e as batidas podem começar em locais diferentes, segundo os pesquisadores.

Estudar a biologia básica dos batimentos cardíacos dos peixes-zebra pode ajudar os cientistas a compreender distúrbios do ritmo cardíaco humano. “O coração bate cerca de 3 bilhões de vezes numa vida humana típica e nunca deve fazer uma pausa”, diz em comunicado o coautor sênior do estudo, Adam Cohen, professor de biologia química em Harvard. “Queríamos ver como essa máquina incrível liga pela primeira vez".

Inicialmente, os pesquisadores procuravam alguma questão científica para estudar. Eles queriam combinar a expertise do laboratório de Cohen, que trabalha com imagens de atividade elétrica, com um interesse em células de peixe-zebra, apresentado pelo laboratório de Sean Megason, professor de biologia de sistemas da Escola Médica de Harvard.

Os pesquisadores não sabiam o que iriam descobrir. As hipóteses eram muitas: talvez algumas células de embrião começassem a bater e a área de batimento crescesse lentamente, ou, então, o coração começasse com batimentos fracos que se fortaleceriam com o tempo.

Mas o que de fato ocorreu foi que todas as células do coração dos peixes passaram abruptamente a bater em sincronia. Os cientistas notaram isso usando proteínas fluorescentes e imagens microscópicas de alta velocidade. “Foi como se alguém tivesse ligado um interruptor”, descreveu Cohen.

Outras experiências revelaram que, para cada batimento, uma região do coração dispara primeiro, iniciando uma onda de eletricidade que flui rapidamente através do resto das células. Curiosamente, o mecanismo começa em pontos diversos em diferentes peixes-zebra.

“Ao contrário do coração adulto, no qual uma população especializada de células marca-passo impulsiona os batimentos cardíacos, a maioria das células do coração embrionário tem a capacidade de bater por conta própria, tornando difícil prever a localização dos primeiros batimentos”, afirma o autor principal da pesquisa, Bill Jia, pós-graduando conjunto nos laboratórios de Cohen e Megason.

O peixe-zebra é um bom modelo para estudar o coração por vários motivos: ele é um animal transparente, cresce rapidamente e desenvolve batimentos cardíacos em apenas 24 horas. Megason acredita que o mesmo processo de desenvolvimento pode ser conservado em todas as espécies, incluindo os humanos.

Um dia, a descoberta poderá ajudar na compreensão do surgimento de irregularidades cardíacas, como as arritmias, nos humanos. “Observando como o coração se desenvolve, podemos ver como os diferentes mecanismos de controle estão dispostos, o que pode nos dizer algo sobre o que acontece se eles falharem”, explica Megason.