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# Biología # Biología del desarrollo

La danza complicada del desarrollo facial en embriones de gallina

Descubriendo los procesos celulares detrás de la formación de la estructura facial en embriones de gallina.

Nicholas Hanne, Diane Hu, Marta Vidal-García, Charlie Allen, M. Bilal Shakir, Wei Liu, Benedikt Hallgrímsson, Ralph Marcucio

― 7 minilectura


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Tabla de contenidos

El desarrollo de los tejidos faciales en embriones de pollo es un proceso fascinante que involucra la formación y fusión de varios tipos de células. Estas células se juntan para formar las estructuras que reconocemos como la mandíbula superior y el paladar. Entender cómo se desarrollan estos tejidos puede ayudar a explicar por qué algunas estructuras faciales pueden estar desalineadas o malformadas en algunos casos.

Los Jugadores: Células y Tejidos

Células de la cresta neural

Las células de la cresta neural son células especiales que vienen del embrión temprano. Tienen la capacidad de convertirse en muchos tipos diferentes de células. Durante el desarrollo facial, estas células migran y ayudan a formar varios tejidos, incluyendo huesos y cartílago en la cara.

Ectodermo Superficial

El ectodermo superficial es la capa exterior del embrión en desarrollo. Esta capa ayuda a formar la piel y otras estructuras. En el desarrollo facial, el ectodermo contribuye a la formación de las características faciales.

Mesodermo

El mesodermo es otra capa del embrión que está entre el ectodermo y la capa interna. Esta capa es responsable de formar músculos, huesos y el sistema circulatorio, entre otras cosas. Durante el desarrollo facial, el mesodermo juega un papel en dar forma a las estructuras faciales.

Cómo se Forman las Estructuras Faciales

El desarrollo de las estructuras faciales no es un tarea simple. La interacción de diferentes tipos de células es clave, y tienen que juntarse de la manera correcta. Como se mencionó, las células de la cresta neural, el ectodermo superficial y el mesodermo juegan un rol en esta danza intrincada del desarrollo.

Fusión y Morfogénesis

El proceso de fusión se refiere a cómo estos primordios, o estructuras tempranas, se reúnen. Esta es una etapa delicada y requiere actividades celulares precisas. Si algo sale mal, puede llevar a problemas como asimetría o fallos en la fusión adecuada. A veces, las estructuras pueden fusionarse demasiado pronto, lo que puede causar diferencias faciales notables.

El Papel de las Vías de señalización

Las vías de señalización celular son como mensajeros que ayudan a las células a comunicarse y decidir qué hacer. En el desarrollo facial, vías específicas conocidas como receptores de tirosina quinasa (RTKs) son cruciales. Estas vías, incluyendo los receptores de factor de crecimiento de fibroblastos (FGFRs), ayudan a regular cómo las células se dividen, mueren y se mueven. Si estas vías se alteran, puede llevar a malformaciones como la asimetría facial.

¿Qué Pasa Cuando Experimentamos?

Activando Vías Celulares

En algunos estudios, los investigadores vieron qué pasa cuando aumentan la actividad de la vía del factor de crecimiento de fibroblastos (FGF) en embriones de pollo. Usando virus específicos, pudieron enviar señales a estas células para que crecieran y cambiaran. Los resultados mostraron que más actividad de FGF ralentizaba el crecimiento normal, llevando a algunos cambios en la forma de la cara.

Inhibidores de Moléculas Pequeñas

Para entender mejor cómo funcionan vías específicas, los científicos usaron moléculas pequeñas para inhibir o bloquear ciertas vías. Estos inhibidores actúan como policías de tránsito que dicen a las células que disminuyan la velocidad o tomen decisiones diferentes. A través de este enfoque, pudieron ver cómo los cambios en la señalización afectaron el desarrollo facial.

El Proceso del Experimento

Implantación de Perlas

Una de las técnicas utilizadas involucró colocar pequeñas perlas empapadas en inhibidores directamente en los embriones. Estas perlas se posicionaron cuidadosamente en áreas donde se estaba llevando a cabo el desarrollo facial. Haciendo esto, los investigadores pudieron monitorear cómo cambiaban los embriones con el tiempo.

Medición de Formas

Después de un periodo determinado, los investigadores usaron técnicas de imagen avanzadas para examinar las formas de las caras en desarrollo. Al comparar los lados tratados con los no tratados, pudieron recopilar información valiosa sobre cómo los inhibidores afectaron el desarrollo facial.

Observaciones

Hallazgos Generales

Sorprendentemente, el uso de los inhibidores causó cambios en la forma y el tamaño de las estructuras faciales. Mientras que algunos embriones mostraron una respuesta clara a los tratamientos, otros no. Esta variabilidad en la respuesta fue intrigante para los investigadores, ya que sugería que cada tratamiento tenía un nivel diferente de impacto en el tejido en desarrollo.

Simetría y Asimetría

A pesar de que solo un lado de la cara fue tratado, también se observaron cambios en el lado no tratado. Fue un poco como el clásico juego del "teléfono": donde el mensaje de una persona impacta a muchas otras.

Proliferación y Comportamiento Celular

Medición del Crecimiento Celular

Usando varias técnicas, los investigadores también midieron qué tan rápido crecían las células en las áreas tratadas. Encontraron que algunos inhibidores redujeron el número de células que se estaban dividiendo. Este fue un hallazgo importante, ya que mostró que los inhibidores podrían afectar directamente el crecimiento.

Orientación Celular

Otro aspecto interesante del estudio involucró observar cómo las células se orientaban a medida que se desarrollaban. La orientación adecuada es vital para formar correctamente la cara. Los investigadores encontraron que inhibir ciertas vías llevaba a una orientación celular más aleatoria. ¡Imagina intentar formar una línea recta pero todos decidieron ir en diferentes direcciones!

El Panorama General

Efectos Compartidos de los Inhibidores

Curiosamente, a pesar del uso de diferentes inhibidores, los resultados mostraron que actuaron de maneras similares. Esto es importante porque sugiere que las vías de señalización en la cara podrían funcionar de manera coordinada. Si una vía se interrumpe, otras podrían intervenir para mantener algún nivel de crecimiento normal.

Conclusión

El estudio del desarrollo facial en embriones de pollo revela la complejidad de cómo se forman nuestras características. Usando técnicas experimentales, los investigadores pueden descubrir los detalles ocultos de la comunicación celular y el desarrollo. Aunque los resultados a veces pueden ser impredecibles, conducen a una mejor comprensión de cómo diferentes vías contribuyen a la formación de nuestras estructuras faciales.

Direcciones Futuras

Se necesita más investigación para explorar no solo las vías estudiadas, sino también otras señales que podrían jugar un papel en el desarrollo. Investigar las fuerzas mecánicas en los tejidos también podría proporcionar información. Después de todo, incluso los cambios más pequeños en las vías de señalización pueden tener un gran impacto en cómo se unen nuestras caras.

Pensamiento Final

Así que la próxima vez que te mires en el espejo, recuerda que la hermosa simetría de tu cara fue el resultado de una orquestación compleja de danzas y decisiones celulares. ¿Quién diría que ser humano implica tanto trabajo en equipo a nivel celular?

Fuente original

Título: Downstream branches of receptor tyrosine kinase signaling act interdependently to shape the face

Resumen: BackgroundPreviously we found that increasing fibroblast growth factor (FGF) signaling in the neural crest cells within the frontonasal process (FNP) of the chicken embryo caused dysmorphology that was correlated with reduced proliferation, disrupted cellular orientation, and lower MAPK activation but no change in PLCy and PI3K activation. This suggests RTK signaling may drive craniofacial morphogenesis through specific downstream effectors that affect cellular activities. In this study we inhibited three downstream branches of RTK signaling to determine their role in regulating cellular activities and how these changes affect morphogenesis of the FNP. ResultsSmall molecule inhibitors of MEK1/2, PI3K, and PLCy were delivered individually and in tandem to the right FNP of chicken embryos. All treatments caused asymmetric proximodistal truncation on the treated side and a mild expansion on the untreated side compared to DMSO control treated FNPs. Inhibiting each pathway caused similar decreased proliferation and disrupted cellular orientation, but did not affect apoptosis. ConclusionsSince RTK signaling is a ubiquitous and tightly regulated biochemical system we conclude that the downstream pathways are robust to developmental perturbation through redundant signaling systems. Bullet pointsInhibiting three downstream effectors of receptor tyrosine kinase (RTK) signaling (MEK1/2, PLCy, and PI3K) in the frontonasal process of chicken embryos caused similar mild truncation of growth. Combining all three inhibitors had a slightly stronger effect on truncation. Individual inhibitors did not have specific effects on cellular proliferation, apoptosis, or cellular orientation. The downstream branches of RTK signaling likely have shared interdependent effects on cellular activities that contribute to morphogenesis.

Autores: Nicholas Hanne, Diane Hu, Marta Vidal-García, Charlie Allen, M. Bilal Shakir, Wei Liu, Benedikt Hallgrímsson, Ralph Marcucio

Última actualización: Dec 11, 2024

Idioma: English

Fuente URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.12.10.627829

Fuente PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.12.10.627829.full.pdf

Licencia: https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/

Cambios: Este resumen se ha elaborado con la ayuda de AI y puede contener imprecisiones. Para obtener información precisa, consulte los documentos originales enlazados aquí.

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