El organizador ístmico , o organizador del istmo , también conocido como límite mesencéfalo-rombencéfalo ( MHB ), es una región organizadora secundaria que se desarrolla en la unión del mesencéfalo y el metencéfalo ( rombencéfalo embrionario ). [ 1 ] El MHB expresa moléculas de señalización que regulan la diferenciación y la organización del neuroepitelio adyacente . Esto permite el desarrollo del mesencéfalo y el rombencéfalo , así como la especificación de subtipos neuronales en estas regiones. [ 2 ] El hecho de que el MHB sea suficiente para el desarrollo del mesencéfalo y el rombencéfalo se demostró en un experimento donde las células del MHB de codorniz trasplantadas al prosencéfalo de un pollo fueron capaces de inducir un mesencéfalo y un cerebelo ectópicos . [ 3 ]
Desarrollo del istmo (MHB)
El desarrollo y la localización del MHB están mediados por los factores de transcripción Otx2 y Gbx2 . [ 2 ] Otx2 se expresa en el tubo neural anterior y las células del tubo neural posterior expresan Gbx2 . [ 3 ] Estos dos factores de transcripción homeodominio son activados por Irx1 y luego se inhiben mutuamente en el sistema nervioso central (SNC) en desarrollo. [ 3 ] Esto conduce a la creación de un límite definido que se convierte en la región organizadora del istmo después del cierre del tubo neural. [ 2 ]
Moléculas de señalización

El patrón de expresión combinado habitual de todas las moléculas de señalización implicadas es necesario para la formación y el mantenimiento del MHB, así como para el desarrollo del mesencéfalo y el cerebelo. Las siguientes tres moléculas de señalización actúan en una red interconectada para establecer y mantener el MHB. [ 3 ] La pérdida de cualquiera de ellas no solo conlleva una disminución de la expresión de las otras dos, sino que también puede provocar la pérdida parcial o total del mesencéfalo y el rombencéfalo.
Fgf8
La interacción entre Otx2 y Gbx2 en el MHB da como resultado la expresión del factor de crecimiento de fibroblastos 8 (Fgf8) . De las isoformas conocidas de Fgf8 , se ha demostrado que Fgf8a y Fgf8b se expresan en el organizador ístmico, siendo Fgf8b la predominante. [ 1 ] La expresión de Fgf8 conduce a la activación de En1 en células que expresan tanto Irx1 como Otx2 .
Se demostró que Fgf8 es una molécula organizadora en el MHB a través de un experimento en el que se colocó una microesfera cargada con Fgf8 en una región más anterior del tubo neural. [ 3 ] Esto dio como resultado la formación de un nuevo MHB ectópico y demostró que Fgf8 podría imitar la actividad del MHB para inducir la formación de estructuras del mesencéfalo y el rombencéfalo a partir de los tejidos anteriores .
La señalización de Fgf8 en el MHB, combinada con la expresión de Otx2, induce la diferenciación de neuronas dopaminérgicas en el mesencéfalo. Por otro lado, cuando la expresión de Fgf8 se extiende al rombencéfalo, donde se expresa Gbx2 , conduce a la diferenciación de neuronas serotoninérgicas . Posteriormente, durante el desarrollo embrionario , la expresión de Fgf8 se localiza en las células más rostrales que expresan Gbx2 (región caudal del MHB) en el tubo neural. [ 4 ]
Wnt1
Wnt1 se expresa principalmente en todo el mesencéfalo ( células que expresan Otx2 ) inicialmente. [ 5 ] Una vez que se ha formado el límite entre el mesencéfalo y el rombencéfalo, la expresión de Wnt1 se localiza en la placa del techo del tubo neural y en la región posterior del mesencéfalo. En el MHB, Wnt1 participa en la proliferación celular y también mantiene la expresión de FGF8 .
Engrailed-1
El factor de transcripción En1 se expresa en el MHB. En las células que expresan tanto Otx2 como Irx1 , En1 se activa mediante la señalización de Fgf8. La expresión de En1 en las células que expresan tanto Pax2 como Otx2 conduce a una identidad/destino mesencefálico. [ 5 ]
Referencias
- 1 2 Nakamura, H; Watanabe, Y (2005). "Organizador del istmo y regionalización del mesencéfalo y metencéfalo" . The International Journal of Developmental Biology . 49 ( 2– 3): 231– 5. doi : 10.1387/ijdb.041964hn . PMID 15906236 .
- 1 2 3 Siegelbaum, Steven A., y A. James Hudspeth. Principios de neurociencia. Eds. Eric R. Kandel, James H. Schwartz y Thomas M. Jessell. Vol. 5. Nueva York: McGraw-Hill, 2013.
- 1 2 3 4 5 Sanes, D; Reh, T; Harris, W (2012). «Capítulo 2: Polaridad y segmentación». Desarrollo del sistema nervioso (3.ª ed.). Burlington, MA: Academic Press. págs. 23–48 . ISBN 9780080923208.
- ↑ Wurst, W; Bally-Cuif, L (febrero de 2001). "Patrones de placas neurales: aguas arriba y aguas abajo del organizador ístmico". Nature Reviews. Neuroscience . 2 (2): 99– 108. doi : 10.1038/35053516 . PMID 11253000 .
- 1 2 Nakamura, H; Katahira, T; Matsunaga, E; Sato, T (septiembre de 2005). "Organizador del istmo para el desarrollo del mesencéfalo y el rombencéfalo". Reseñas de investigaciones sobre el cerebro . 49 (2): 120– 6. doi : 10.1016/j.brainresrev.2004.10.005 . PMID 16111543 .
- neurociencia del desarrollo