Embriologia 3er Semana

TERCERA SEMANA DE DESARROLLO: MORFOLOGÍA DEL EMBRIÓN HUMANO

GASTRULACIÓN. Formación de la línea primitiva. Eje embrionario.

Al inicio de la tercera semana de gestación, el embrión entra en el período de gastrulación, durante el cual se forman las tres capas germinales embrionarias: ectodermo, mesodermo y endodermo.

La formación de la línea primitiva marca el inicio de la gastrulación. Esta se observa como una condensación celular longitudinal en la línea media del embrión, iniciándose en una región más abultada llamada nodo. Las células del epiblasto migran y se apilan en la línea media donde delaminan formando un surco primitivo. Los movimientos de convergencia y extensión que tienen lugar en esta zona provocan el alargamiento de la línea primitiva. Estos movimientos pueden observarse con colorantes vitales como un estrechamiento y elongación de los tejidos dorsales del embrión en estadío de gastrula. La convergencia (estrechamiento) ocurre cuando las células abren cuña entre ellas intercalándose a lo largo del eje medio-lateral, ejerciendo de ese modo una fuerza de empuje en el eje antero-posterior, que resulta en la extensión del tejido en éste eje. Así, el proceso de convergencia está biomecánicamente acoplado al de extensión a través de la intercalación celular

A medida que las células del epiblasto alcanzan la línea primitiva cambian su morfología, operándose una transformación epitelio-mesénquima mediante la cual las células adquieren propiedades migratorias. Este proceso es importante durante la gastrulación ya que permite constituir el mesodermo embrionario que dará lugar a numerosos tejidos en todo el embrión.

Con la aparición de la línea primitiva, ya se pueden identificar con facilidad los ejes antero-posterior (rostrocaudal), dorso-ventral y derecha-izquierda del embrión, aunque es posible que estos ejes ya se hayan establecido con anterioridad.

En el embrión humano es difícil estudiar la gastrulación por la dificultad de obtener embriones, por lo que habitualmente se recurre al estudio del embrión del pollo como modelo de desarrollo, ya que sigue un patrón de gastrulación similar.

Movimientos celulares y transformación fenotípica

Los movimientos de las células que atraviesan la línea primitiva están acompañados de cambios sustanciales en su estructura y organización. Mientras las células del epiblasto poseen características epiteliales típicas, es decir con superficies apical y basal bien definida y asociadas a una lámina basal, cuando se introducen en la línea primitiva las células se elongan, pierden su lámina basal y adoptan una morfología característica que les ha valido el nombre de células en botella. Cuando estas células se separan de la capa epiblástica en el surco primitivo, adoptan la morfología y las características de las células mesenquimáticas, que pueden migrar como células aisladas. En esta transformación epitelio-mesénquima, a medida que las células pasan de una configuración epitelial a una mesenquimatosa pierden la polaridad apico-basal junto con las uniones laterales entre las células y a la membrana basal ó desmosomas para iniciar una reorganización de los microtúbulos y microfilamentos que propician la extensión de filopodios y lamelipodios. Las células mesenquimáticas tienen un fenotipo que las capacita para migrar y poblar el embrión formando la tercera capa embrionaria, el mesodermo.

Aspectos moleculares de la formación y elongación de la línea primitiva.

Las interacciones moleculares implicadas en el inicio de la formación de la línea primitiva se muestra en tres estadíos sucesivos: esquemas de secciones a la izda. y de preparaciones in toto a la drcha.

En el primer estadío, Vg1 (se expresa en la zona posterior marginal) coopera con Wnt8C (se expresa a través de la zona marginal) para inducir a Nodal en el epiblasto (amarilllo) adyacente al área pelúcida. Sin embargo, Nodal no puede actuar fuera de este límite ya que es inhibido por Cerberus producido por el hipoblasto (verde) subyacente. Justo antes de la formación de la línea primitiva, el desplazamiento del hipoblasto por el endoblasto (blanco) que no expresa Cerberus permite activar la señal de Nodal. Esta proteína, en cooperación con FGF (procedente del hipoblasto) y Cordina induce la ingresión de las células desde el epiblasto para formar la línea primitiva.

(Basado en Gastrulation. From cells to Embryo. C. D. Stern ed. ColdSpringHarbor Laboratory Press, 2004).

Vg1: este gen codifica un RNAm materno que se localiza en el hemisferio vegetal del oocito y que codifica para una proteína relacionada con la familia TGF-beta de factores de crecimiento. En el pollo se ha demostrado que tiene un papel en el inicio de la formación de la línea primitiva.

Wnt8C: gen que pertenece a la familia Wnt de moléculas de señalización

...