Il cuore si forma presto durante l’embriogenesi per iniziare a pompare sostanze nutritive all’intero embrione, mentre continua a svilupparsi¹. Negli embrioni di topo, un giorno e mezzo dopo l’inizio della gastrulazione, un organo cardiaco rudimentale si assembla al polo anteriore ^2,3. Allo stadio Early Streak (ES), i progenitori cardiaci nell’ingresso dell’epiblasto attraverso la striscia primitiva fino allo strato mesodermico nascente ^4,5,6 e iniziano a migrare verso il polo anteriore, dove si differenziano per formare il tubo cardiaco primitivo. Durante questo processo, i primi progenitori cardiaci subiscono riarrangiamenti cellulari, trasformazioni di forma e differenziazione, oltre alla migrazione⁷ (Figura 1).

I primi progenitori cardiaci hanno attratto ricercatori per quasi un secolo grazie alla loro notevole capacità di differenziare e costruire un organo funzionale contemporaneamente. Negli ultimi due decenni, l’analisi clonale e i modelli di knockout condizionale hanno dimostrato che lo sviluppo precoce del cuore implica fonti cellulari distinte in un processo altamente dinamico ^8,9,10. Tuttavia, la struttura 3D del tubo cardiaco primitivo e la natura dinamica della sua morfogenesi lo rendono difficile da studiare (Figura 1), e siamo lontani dal comprendere la sua piena complessit๹.

Per studiare questi processi cellulari dinamici, i metodi di imaging dal vivo offrono ora un dettaglio senza precedenti 7,12,13,14. Nel modello murino, gli approcci dal vivo sono stati fondamentali per interrogare argomenti di sviluppo che sono difficili da affrontare con l’analisi statica 7,13,15. Mentre la coltura ex vivo a lungo termine e le configurazioni di microscopi robusti stanno avanzando rapidamente^16,17, pochi ricercatori hanno l’esperienza per visualizzare con successo embrioni vivi. Sebbene le pubblicazioni cartacee forniscano dettagli tecnici sufficienti per riprodurre esperimenti di imaging dal vivo, alcune abilità e trucchi sono difficili da comprendere senza esempi visivi o assistenza peer-to-peer. Per accelerare questo processo di apprendimento e diffondere l’uso dell’imaging dal vivo tra i laboratori, abbiamo assemblato un protocollo video (Figura 2) che raccoglie le competenze necessarie per eseguire l’imaging dal vivo su embrioni di topo gastrulati.

Figura 1: Differenziazione precoce delle cellule progenitrici cardiache nell’embrione di topo dall’inizio della gastrulazione allo stadio che precede la formazione primitiva del tubo cardiaco. Le cellule progenitrici cardiache entrano nel mesoderma subito dopo l’inizio della gastrulazione, migrando verso il lato opposto dell’embrione. La fase morfologica ed embrionale del giorno (E) sono scritte in cima ai diagrammi. Le frecce tratteggiate raffigurano la traiettoria di migrazione dei progenitori primitivi del tubo cardiaco durante la gastrulazione. Questa cifra è stata adattata da¹¹. Abbreviazioni: ES = Early Streak; MS = Striscia media; EHF = Early Head Fold. Fare clic qui per visualizzare una versione ingrandita di questa figura.

Figura 2: Diagramma del flusso di lavoro per l’imaging in tempo reale dei primi progenitori cardiaci. Fare clic qui per visualizzare una versione ingrandita di questa figura.