Organogénesis

La organogénesis es la fase del desarrollo embrionario que comienza al final de la gastrulación y continúa hasta el nacimiento . Durante la organogénesis, las tres capas germinales formadas durante la gastrulación ( ectodermo , endodermo y mesodermo ) forman los tejidos y órganos internos del organismo. ^{[ 1 ]}

Las células de cada una de las tres capas germinales experimentan diferenciación , un proceso en el que las células menos especializadas se vuelven más especializadas mediante la expresión de un conjunto específico de genes. La diferenciación celular está impulsada por cascadas de señalización celular. ^{[ 2 ]} La diferenciación está influenciada por la señalización yuxtacrina , paracrina y autocrina . La señalización yuxtacrina se intercambia entre células adyacentes. Las señales paracrinas son enviadas por una célula y recibidas por células vecinas a corta distancia. La señalización autocrina se debe a señales intracelulares producidas y recibidas por la misma célula. Estas vías de señalización permiten la reorganización celular y aseguran que los órganos se formen en sitios específicos dentro del organismo en el momento correcto durante el desarrollo. ^{[ 1 ]} El proceso de organogénesis puede estudiarse utilizando embriones de varios organismos modelo como el pez cebra , el xenopus , los pollos y los ratones . Estudiar embriones humanos es difícil y plantea preocupaciones éticas, pero puede hacerse utilizando organoides desarrollados in vitro sin utilizar un embrión humano. ^{[ 1 ]} Los organoides son estructuras orgánicas simplificadas formadas a partir de células madre adultas, células madre embrionarias o células madre pluripotentes inducidas . Estas células madre se diferencian en diversos órganos debido a interacciones con otras células o con la matriz en la que se cultivan. ^{[ 3 ]}

El endodermo es la capa germinal más interna del embrión, que da origen a los órganos gastrointestinales y respiratorios mediante la formación de revestimientos epiteliales y órganos como el hígado, los pulmones y el páncreas. ^{[ 4 ]} El mesodermo o capa germinal media del embrión formará la sangre, el corazón, los riñones, los músculos y los tejidos conectivos. ^{[ 4 ]} El ectodermo o capa germinal más externa del embrión en desarrollo forma la epidermis de la piel, el cerebro y el sistema nervioso. ^{[ 4 ]}

Los primeros estudios de organogénesis estuvieron fuertemente influenciados por los hallazgos de Caspar Friedrich Wolff , Heinz Christian Pander y Karl Ernst von Baer a principios del siglo XIX. La idea de Wolff de que el desarrollo de los órganos se debe simplemente al plegamiento rítmico y la detención de las membranas fue la base de descubrimientos posteriores. ^{[ 5 ]} Pander luego amplió esta idea en la década de 1820 al descubrir las tres capas germinales y su mecanismo de desarrollo en órganos. Observó que cada capa germinal se diferencia debido a las interacciones con los tejidos circundantes. ^{[ 1 ]} Más tarde, en 1828, Von Baer describió la idea de Wolff sobre el movimiento de las membranas con mayor detalle y comparó el desarrollo de diferentes especies. Las leyes de embriología de Von Baer explican cómo las especies disímiles parecen ser más parecidas mientras son embriones y cómo, durante el desarrollo, las características de un organismo pasan de ser más generalizadas a más específicas. ^{[ 1 ]} En los humanos, los órganos internos comienzan a desarrollarse entre 3 y 8 semanas después de la fertilización. Las capas germinales forman órganos mediante tres procesos: pliegues, divisiones y condensación. ^{[ 6 ]} Los pliegues se forman en la capa germinal de células y generalmente forman un tubo cerrado, como se observa en el desarrollo del tubo neural de los vertebrados. Las divisiones o bolsas pueden formarse en la capa germinal de células, dando lugar a vesículas o elongaciones. Los pulmones y las glándulas del organismo pueden desarrollarse de esta manera. ^{[ 6 ]}

La organogénesis en las plantas ocurre de forma continua y solo se detiene cuando la planta muere. En el tallo , los meristemos apicales producen regularmente nuevos órganos laterales ( hojas , flores o frutos) y ramas laterales. En la raíz , se forman nuevas raíces laterales a partir de tejido interno poco diferenciado (por ejemplo, el periciclo del polo del xilema en la planta modelo Arabidopsis thaliana ). In vitro y en respuesta a combinaciones específicas de hormonas (principalmente auxinas y citoquininas ), la mayoría de los tejidos vegetales pueden desdiferenciarse y formar una masa de células madre totipotentes en división llamada callo . A partir de estas células, puede ocurrir la organogénesis. El tipo de órgano que se forma depende de las concentraciones relativas de las hormonas en el medio. La organogénesis vegetal puede inducirse en cultivos de tejidos y utilizarse para regenerar plantas. ^{[ 9 ]}

• Definición de organogénesis en el diccionario Wikcionario