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 conoce como nódulo de Hensen, y en los anfibios , como organizador de Spemann-Mangold . Su formación es inducida 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 conoce como el organizador de Spemann-Mangold , llamado así en honor a Hans Spemann e Hilde Mangold , quienes lo identificaron por primera vez en 1924. ^{[ 1 ]} )
• En los peces , se conoce como escudo embrionario . ^{[ 2 ]}

Todas las estructuras se consideran homólogas. Esta visión se sustenta en la expresión común de varios genes , incluidos goosecoid , Cnot, noggin , nodal , y la compartición de fuertes propiedades inductoras de ejes tras el trasplante. Los estudios de 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 estría primitiva de los amniotas es sorprendentemente similar: las primeras células que involucionan alrededor del labio del blastoporo de los anfibios en la región organizadora, y que inmigran a través del nódulo de Hensen, contribuyen al endodermo del intestino anterior y a la placa precordal. Las células que involucionan más lateralmente en el blastoporo, o que entran a través del nódulo de Hensen y la estría primitiva anterior, contribuyen al intestino, la notocorda y los somitas . La gastrulación continúa luego a lo largo del labio ventroposterior del blastoporo y la región de la estría posterior, desde donde las células contribuyen al mesodermo ventral y posterior. Además, los homólogos de Brachyury y caudal se expresan circunferencialmente alrededor de los labios del blastoporo en la rana, y a lo largo de la estría primitiva en el pollo y el ratón. Esto sugeriría que, a pesar de su diferente morfología, la estría primitiva de los amniotas y el blastoporo de los anfibios son estructuras homólogas que han evolucionado a partir de una misma estructura precursora mediante una secuencia continua de modificaciones morfológicas. ^{[ 3 ]}

En el desarrollo del pollo, 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 estría primitiva , que está involucrada con la hoz de Koller . Cuando la estría primitiva se acerca a su longitud máxima (casi 2  mm), la punta, ahora denominada nódulo de Hensen, forma un nuevo conjunto compacto de células. Desde aquí, las células continúan emigrando y siendo reemplazadas por las del epiblasto circundante. El centro del nódulo de Hensen contiene una depresión en forma de embudo, la fosa primitiva , donde las células del epiblasto (la capa superior de células embrionarias) comienzan inicialmente a invaginarse. Esta invaginación se expande posteriormente en el surco primitivo a medida que las capas celulares continúan moviéndose hacia el espacio entre las células embrionarias y el vitelo. Esto diferencia al embrión en las tres capas germinales : endodermo, mesodermo y ectodermo. El nódulo primitivo migra posteriormente a medida que avanza la gastrulación, siendo finalmente absorbido por el brote caudal .

Esto da lugar 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 organizador presentes en la zona marginal posterior y en la estría joven. Por lo tanto, el nódulo representa una nueva cualidad funcional. La presencia de una actividad antidorsalizante en el nódulo, el factor ADMP similar al TGF, antagoniza aún más las inducciones del nódulo, tanto anteriores como laterales, garantizando así su naturaleza única. ^{[ 4 ]}

Las células del nódulo primitivo secretan numerosas señales celulares esenciales para la diferenciación neural. Tras la gastrulación, el embrión en desarrollo se divide en ectodermo, mesodermo y endodermo. El ectodermo da origen al tejido epitelial y neural, siendo el tejido neural el destino celular por defecto. Las proteínas morfogenéticas óseas (BMP) suprimen la diferenciación neural y promueven el crecimiento epitelial. Por lo tanto, el nódulo primitivo (el labio dorsal del blastoporo) secreta antagonistas de las BMP, como noggin , chordin y folistatina . El nódulo da origen 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 el interior del embrión, estas células endodérmicas migran anteriormente y finalmente desplazan a las células del hipoblasto, lo que provoca que estas últimas queden confinadas a una región en la porción anterior del área pelúcida. Esta región anterior, la media luna germinal, no forma ninguna estructura embrionaria, pero sí contiene los precursores de las células germinales, que posteriormente 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 ventralmente como las presuntas células endodérmicas del intestino anterior. Más bien, permanecen entre el endodermo y el epiblasto para formar el mesodermo de la placa precordal. Así, 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 el extremo rostral del embrión. El proceso cefálico estará 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 piso y la notocorda. En el nódulo caudal, los transcritos de Shh se vuelven progresivamente menos abundantes y se localizan esencialmente en las células más ventrales, excepto en las células endodérmicas. ^{[ 6 ]}

En contraste, HNF-3b se expresa en toda la masa de células situadas dentro de la fosa media y extendiéndose aproximadamente 70  mm posteriormente. Los transcritos de Shh y HNF-3b se encuentran en la notocorda y la placa del piso rostral al nódulo, y están completamente ausentes en la placa neural lateral y caudal y la estría primitiva. En el nódulo propiamente dicho, el patrón de expresión de chordin es muy similar al de HNF-3b, pero más rostralmente, chordin ya no se expresa en la placa del piso 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 piso) están separados por la membrana basal en formación, pero están estrechamente asociados. En el área de la fosa media (zona b), la futura placa del piso 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. Tanto HNF-3b como Shh se expresan en esta región, que constituye la mayor parte del nódulo. Caudalmente al borde de la fosa media, las células del nódulo que expresan HNF-3b pero no Shh (zona c) están densamente empaquetadas sin presentar ninguna disposición epitelial. Curiosamente, las áreas que expresan HNF-3b y Ch-Tbx6L, que forman respectivamente el núcleo hipocampal caudal y la punta de la estría 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 .  

• Información general en la Universidad Northwestern
• Organizadores embrionarios en los Encabezamientos de Materia Médica (MeSH) de la Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU .