Nodo primitivo

El nódulo primitivo (o nudo primitivo ) es el organizador de la gastrulación en la mayoría de los embriones amniotas . En las aves , se lo conoce como nódulo de Hensen, y en los anfibios , como organizador de Spemann-Mangold . Es inducido por el centro de Nieuwkoop en los anfibios , o por la zona marginal posterior en los amniotas, incluidas las aves.

• En las aves , el organizador se conoce como nodo de Hensen , llamado así en honor a su descubridor, Victor Hensen .
• En otros amniotas se le conoce como nódulo primitivo.
• En los anfibios , se le conoce como organizador Spemann-Mangold , llamado así en honor a Hans Spemann y Hilde Mangold , quienes identificaron al organizador por primera vez en 1924. ^[1] )
• En los peces , se le conoce como escudo embrionario . ^[2]

Hasta ahora, se considera que todas las estructuras son homólogas. Esta visión está sustentada por la expresión común de varios genes , incluidos goosecoid , Cnot, noggin y nodal , y el hecho de compartir fuertes propiedades inductoras del eje tras el trasplante. Los estudios del destino celular han revelado que también la secuencia temporal general en la que los grupos de células endomesodérmicas se internalizan a lo largo del blastoporo de la rana y la línea primitiva del amniota son sorprendentemente similares: las primeras células que involucionan alrededor del labio del blastoporo del anfibio en la región organizadora, y que migran a través del nódulo de Hensen, contribuyen al endodermo del intestino anterior y la placa precordal. Las células que involucionan más lateralmente en el blastoporo, o que ingresan a través del nódulo de Hensen y la línea primitiva anterior, contribuyen al intestino, la notocorda y los somitas. Luego, la gastrulación continúa a lo largo del labio del blastoporo ventroposterior y la región de la línea posterior, desde donde las células contribuyen al mesodermo ventral y posterior. Además de esto, los homólogos braquiurianos y caudales se expresan circunferencialmente alrededor de los labios del blastoporo en la rana, y a lo largo de la línea primitiva en el pollo y el ratón. Esto sugeriría que, a pesar de su diferente morfología, la línea primitiva del amniota y el blastoporo del anfibio son estructuras homólogas, que han evolucionado a partir de una misma estructura precursora mediante una secuencia continua de modificaciones morfológicas. ^[3]

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En el desarrollo del polluelo, el nódulo primitivo comienza como un nudo regional de células que se forma en el blastodisco inmediatamente anterior a donde la capa externa de células comenzará a migrar hacia adentro, un área conocida como la línea primitiva , que está involucrada con la hoz de Koller . Cuando la línea primitiva se acerca a su longitud completa (casi 2 mm), la punta, ahora designada nódulo de Hensen, forma un nuevo conjunto compacto de células. Desde aquí, las células continúan emigrando y son reemplazadas por el epiblasto circundante. El centro del nódulo de Hensen contiene una depresión en forma de embudo, el hoyo primitivo , donde las células del epiblasto (la capa superior de células embrionarias) inicialmente comienzan a invaginarse. Esta invaginación se expande posteriormente en el surco primitivo a medida que las capas de células continúan moviéndose hacia el espacio entre las células embrionarias y la yema. Esto diferencia el embrión en las tres capas germinales : endodermo, mesodermo y ectodermo. El nódulo primitivo migra posteriormente a medida que avanza la gastrulación y finalmente es absorbido por la yema caudal .

Esto conduce a una naturaleza dinámica del nódulo y a una composición celular no homogénea, como se puede observar en el destino de las células emigrantes y en los patrones de expresión génica. Las células del nódulo no expresan la composición de factores inductores de organizadores presentes en la zona marginal posterior y en la línea joven. El nódulo, por lo tanto, representa una nueva calidad funcional. La presencia de una actividad antidorsalizante en el nódulo, el factor similar al TGF ADMP, antagoniza otras inducciones del nódulo, anteriores y laterales, garantizando así su naturaleza única. ^[4]

Las células del nódulo primitivo secretan muchas señales celulares esenciales para la diferenciación neuronal. Después de la gastrulación, el embrión en desarrollo se divide en ectodermo, mesodermo y endodermo. El ectodermo da lugar al tejido epitelial y neural, siendo el tejido neural el destino celular predeterminado. Las proteínas morfogenéticas óseas (BMP) suprimen la diferenciación neuronal y promueven el crecimiento epitelial. Por lo tanto, el nódulo primitivo (el labio dorsal del blastoporo) secreta antagonistas de BMP, incluyendo noggin , chordin y folistatin . El nódulo da lugar al mesodermo precordal, la notocorda y la parte medial de los somitas.

Las primeras células que migran a través del nódulo de Hensen son aquellas destinadas a convertirse en el endodermo faríngeo del intestino anterior. Una vez en las profundidades del embrión, estas células endodérmicas migran hacia delante y finalmente desplazan a las células hipoblásticas, lo que hace que estas últimas queden confinadas en una región de la porción anterior del área pelúcida. Esta región anterior, la medialuna germinal, no forma ninguna estructura embrionaria, pero sí contiene los precursores de las células germinales, que luego migran a través de los vasos sanguíneos hacia las gónadas. ^[5]

Las siguientes células que entran a través del nódulo de Hensen también se mueven anteriormente, pero no viajan tan lejos ventralmente como las presuntas células endodérmicas del intestino anterior. En cambio, permanecen entre el endodermo y el epiblasto para formar el mesodermo de la placa precordal. Por lo tanto, la cabeza del embrión aviar se forma anterior (rostral) al nódulo de Hensen. ^[5] Las siguientes células que pasan a través del nódulo de Hensen se convierten en el cordamesodermo. El cordamesodermo tiene dos componentes: el proceso cefálico y la notocorda. La parte más anterior, el proceso cefálico, está formada por células del mesodermo central que migran anteriormente, detrás del mesodermo de la placa precordal y hacia la punta rostral del embrión. El proceso cefálico se ubicará debajo de las células que formarán el prosencéfalo y el mesencéfalo. A medida que la línea primitiva retrocede, las células depositadas por el nódulo de Hensen en regresión se convertirán en la notocorda en un proceso llamado neurulación . ^[5]

Se observan diferencias regionales en los patrones de expresión génica en la región del nódulo de Hensen en la etapa de seis somitas. Shh se expresa fuertemente en la mitad rostral del nódulo de Hensen tanto dorsal como ventralmente, en las futuras células de la placa del suelo y de la notocorda. En el nódulo caudal, las transcripciones de Shh se vuelven progresivamente menos abundantes y se localizan esencialmente en las células más ventrales, excepto en las células endodérmicas. ^[6]

Por el contrario, el HNF-3b se expresa en toda la masa de células situadas dentro de la fosa media y que se extienden unos 70 mm posteriormente. Tanto las transcripciones de Shh como de HNF-3b se encuentran en la notocorda y la placa del suelo rostral al nódulo, y están completamente ausentes en la placa neural lateral y caudal y en la línea primitiva. En el nódulo propiamente dicho, el patrón de expresión de la cordina es muy similar al del HNF-3b, pero más rostralmente, la cordina ya no se expresa en la placa del suelo y se expresa predominantemente en la parte ventral del nódulo. ^[6]

La comparación de los patrones de expresión de estos diferentes genes y de la disposición celular en la región del nódulo conduce a la definición de tres zonas. Anteriormente (zona a), los derivados del nódulo que expresan HNF-3b y Shh (notocorda y placa del suelo) están separados por la formación de membrana basal pero están estrechamente asociados. En el área de la fosa media (zona b), la futura placa del suelo se puede distinguir por una disposición columnar de sus células. Debajo de esta capa epitelial en formación, las presuntas células notocordales están dispuestas de forma aleatoria y laxa. HNF-3b y Shh se expresan en esta región, que constituye la mayor parte del nódulo. Caudal al borde de la fosa media, las células del nódulo que expresan HNF-3b pero no Shh (zona c) están estrechamente empaquetadas sin exhibir ninguna disposición epitelial. Curiosamente, las áreas que expresan HNF-3b y Ch-Tbx6L, que forman respectivamente el HN caudal y la punta de la línea primitiva (TPS), no se superponen. ^[6]

• Krull, Catherine E.; Krumlauf, Robb (2001). "Construyendo desde abajo hacia arriba". Nature Cell Biology . 3 (6): E138–E139. doi :10.1038/35078603. PMID  11389452. S2CID  30040011.

• Descripción general de la Universidad Northwestern
• Organizadores embrionarios en los encabezamientos de materias médicas (MeSH) de la Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU.