O coração é o primeiro órgão formado durante o desenvolvimento embrionário. Este processo envolve a coordenação espaço-temporal de várias populações de células progenitoras de áreas distintas do embrião. Tudo isso ocorre enquanto o coração em desenvolvimento continua batendo e funcionando, enfatizando a notável coordenação necessária para sua formação 1,2,3. Dado o papel crucial do coração, a regulação rigorosa nos níveis celular e molecular é essencial para sua formação adequada 4,5. Identificar os mecanismos que controlam o desenvolvimento cardíaco tem sido de grande interesse, pois são cruciais para desvendar as cardiopatias congênitas, que afetam um número substancial de pacientes em todo omundo6. Além disso, compreender o desenvolvimento cardíaco é fundamental para decifrar a regeneração cardíaca, pois os corações de mamíferos pós-natais retêm uma capacidade regenerativa que é perdida ou prejudicada na idade adulta 7,8. Consequentemente, dissecar os reguladores moleculares do desenvolvimento do coração é imperativo para avançar nos esforços de pesquisa sobre doenças cardíacas congênitas e regeneração cardíaca.
Em busca desse objetivo, tem havido um foco crescente na investigação do papel do epicárdio no desenvolvimento e regeneração cardíaca9. O epicárdio é uma fina camada de tecido mesotelial que compreende a camada mais externa do coração dos mamíferos (Figura 1). Estudos recentes têm mostrado a importância do epicárdio durante a lesão cardíaca, revelando que esse tecido é capaz de enviar sinais de proliferação aos cardiomiócitos na área afetada para mitigar o dano 10,11. Apesar da importância do epicárdio, a realização de novas investigações moleculares tem sido desafiada por sua imensa heterogeneidade. Experimentos de RNAseq de célula única revelaram a heterogeneidade do epicárdio, abrigando múltiplas subpopulações celulares com assinaturas transcriptômicas distintas 12,13,14,15,16. Assim, uma estratégia para rastrear potenciais reguladores do desenvolvimento cardíaco deve acomodar a diversidade de células progenitoras epicárdicas.
Nesse sentido, a receptividade do modelo de camundongo à modificação genética facilitou a identificação de inúmeros genes cruciais para o desenvolvimento do coração, permitindo a geração de linhagens mutantes com ganho de função (GOF) ou perda de função (LOF) de genes específicos. No entanto, essas abordagens implicam um investimento considerável de tempo e recursos experimentais; portanto, eles são impraticáveis ao avaliar os papéis de um grande número de genes candidatos. Além disso, os genes de desenvolvimento frequentemente exercem funções pleiotrópicas em diferentes tecidos ou são necessários para o desenvolvimento embrionário inicial, dificultando a interpretação de sua contribuição para o desenvolvimento em um processo específico. Embora seja possível direcionar a função do gene em estruturas específicas ou pontos de tempo de desenvolvimento, isso geralmente requer o uso de construções genéticas mais complexas, que podem ser difíceis de gerar ou geralmente não estão disponíveis.
Para superar essas limitações, apresentamos uma metodologia para eletroporar corações embrionários de camundongos para transgênese transitória (Figura 2). Emparelhada com cultura ex vivo e classificação de células ativadas por fluorescência (FACS), essa estratégia demonstra suas capacidades por meio do GOF transitório de Meis1, um gene bem caracterizado implicado no desenvolvimento e regeneração do coração 17,18,19. Neste artigo, outras aplicações potenciais desta metodologia também são exploradas, e suas vantagens e limitações são discutidas, bem como comparadas aos protocolos existentes para modulação transitória da expressão gênica. Acreditamos que a estrutura e os exemplos visuais apresentados aumentarão a compreensão da biologia do epicárdio durante o desenvolvimento e a doença.

Figura 1: Camadas do coração embrionário de camundongo. Diagrama esquemático de uma visão coronal de um coração embrionário de camundongo E13-14. As três principais camadas celulares do coração são representadas em amarelo (endocárdio), vermelho (miocárdio) e azul (epicárdio). O pericárdio é representado em uma linha marrom. As quatro câmaras do coração são abreviadas como VE, ventrículo esquerdo; VD, ventrículo direito; AE, átrio esquerdo; AD, átrio direito. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Figura 2: Visão geral esquemática do protocolo de eletroporação cardíaca. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.