El papel de Etv4 y Etv5 en el desarrollo del embrión de ratón

En las primeras etapas del desarrollo de los ratones, hay señales importantes que ayudan al embrión a crecer bien. Una de estas señales es el FGF, que es vital para desarrollar la parte interna del embrión conocida como la masa celular interna. Esta masa eventualmente da lugar a diferentes estructuras, incluyendo el endodermo primitivo, que es crucial para formar el saco vitelino. Cuando los investigadores añadieron FGF a células en un laboratorio, encontraron que podía influir en el desarrollo de esta masa celular interna, haciendo que todas sus células se convirtieran en endodermo primitivo. Por otro lado, cuando se bloquearon las señales de FGF, la masa celular interna estaba compuesta completamente por células que se convirtieron en otro tipo de tejido llamado epiblasto, que no podía crecer adecuadamente.

Los científicos también han estado estudiando dos proteínas específicas, Etv4 y Etv5, que están involucradas en regular cómo se desarrollan las células en conexión con las señales de FGF. Estas proteínas juegan papeles clave en la formación de estructuras en varios órganos, como los pulmones y los riñones. Cuando hay un problema con estas proteínas, puede llevar a problemas en la supervivencia y el desarrollo del embrión.

Al observar células individuales de ratones, los investigadores descubrieron que tanto Etv4 como Etv5 se encuentran en las diferentes partes del embrión en momentos específicos. Esto sugiere que trabajan juntas para gobernar cómo las células internas deciden desarrollarse. Sin embargo, los científicos no han comprendido completamente cómo estas proteínas logran moldear el futuro de estas células.

#El papel de Etv4 y Etv5 en el desarrollo temprano

En esta investigación, queremos explorar cómo Etv4 y Etv5 funcionan como mensajeros en la vía de señalización FGF, especialmente durante las primeras etapas del crecimiento del embrión. Entender sus roles podría ayudar a aclarar cómo las células del embrión deciden qué tipo de tejido van a convertirse.

Al examinar embriones que carecen de estas proteínas, encontramos que la ausencia de Etv5 causó problemas en la formación del endodermo primitivo. Al mismo tiempo, perder tanto Etv4 como Etv5 retrasó el desarrollo general de las células pluripotentes, que son las células capaces de convertirse en cualquier tipo de tejido. Este retraso llevó a problemas de crecimiento notables en el embrión.

#Patrones de expresión génica

Para entender mejor cómo funcionan estas proteínas durante el desarrollo, observamos cuándo y dónde estaban activos los genes de Etv4 y Etv5 en los primeros embriones. Usando técnicas avanzadas que nos permiten ver la actividad genética en células individuales, encontramos que tanto Etv4 como Etv5 muestran patrones de expresión distintos durante las etapas que conducen a la formación del endodermo primitivo y el epiblasto.

Aunque no pudimos detectar la proteína Etv4 en las primeras etapas del desarrollo del embrión, rastreamos efectivamente la presencia de Etv5. Los niveles de Etv5 eran bajos al principio, pero aumentaron en tipos celulares específicos a medida que el embrión se desarrollaba. Esta observación apunta al papel de estas proteínas en la transición entre diferentes etapas de desarrollo.

#Efectos de perder Etv5

Para ver cómo la pérdida de Etv5 afecta el desarrollo celular, examinamos embriones de diferentes antecedentes genéticos. Cuando tanto Etv4 como Etv5 estaban ausentes o reducidos, notamos que la proporción de células del endodermo primitivo en la masa celular interna cayó significativamente. Por el contrario, hubo un aumento en las células del epiblasto.

Este cambio sugiere que cuando falta Etv5, las células no comprometidas tienden a convertirse en células epiblásticas en lugar de en células del endodermo primitivo. Este desequilibrio se alinea con hallazgos anteriores, indicando que Etv5 es crucial para asegurar el equilibrio correcto entre estos dos tipos de células durante el desarrollo.

#Impacto en la pluripotencia

Avanzando, investigamos si las células epiblásticas en embriones mutantes se mantenían correctamente después de ser especificadas. Los niveles de NANOG, un marcador clave de la pluripotencia, eran más altos en embriones mutantes que en los normales. Esto indica un fallo en salir del estado pluripotente, que es necesario para que las células maduren adecuadamente.

A pesar de que había suficientes células presentes en todos los embriones, vimos que en ausencia de Etv5, las células epiblásticas luchaban por madurar más allá de la etapa pluripotente ingenua. Este hallazgo sugiere que Etv5 juega un papel crucial en bajar los niveles de NANOG y promover la transición de la pluripotencia a la diferenciación.

#Retrasos en el desarrollo

A continuación, investigamos las etapas posteriores del desarrollo embrionario para ver si los retrasos anteriores en la pluripotencia afectaban el crecimiento posterior del embrión. En etapas específicas, observamos que los embriones que carecían de Etv5 y de ambos, Etv4 y Etv5, tenían dificultades para desarrollar y posicionar adecuadamente el endodermo visceral anterior. Este posicionamiento es esencial para formar el plan corporal correcto.

Notamos que sin estos factores, la migración de tipos celulares clave se interrumpió, lo que llevó a un desalineamiento del eje corporal del embrión. A medida que los embriones continuaron creciendo, encontramos que aquellos sin Etv5 eran más pequeños y mostraban varias anomalías.

#Experimentos de rescate

Para entender el papel específico de la señalización FGF, tratamos a embriones mutantes con exceso de FGF. Estos experimentos mostraron que proporcionar niveles más altos de FGF podría rescatar la especificación de las células del endodermo primitivo en embriones que carecían de Etv5, indicando que Etv5 es esencial para controlar la sensibilidad de estas células a FGF. Parece que en condiciones normales, Etv5 ajusta la respuesta a las señales de FGF, lo cual es vital para un desarrollo correcto.

#Explorando más mecanismos

Profundizando en el mecanismo a través del cual actúa Etv5, encontramos conexiones entre Etv5 y el gen Fgf4. La investigación mostró que ETV5 puede unirse al promotor del gen Fgf4, lo que sugiere que podría regular la expresión de Fgf4 en el embrión. Esta conexión destaca la posible participación directa de Etv5 en la gestión de las vías de señalización FGF durante el desarrollo temprano.

En otros experimentos, medimos los niveles de Fgf4 en embriones mutantes y encontramos que Fgf4 era en realidad más alto en aquellos que carecían de Etv5 en comparación con los embriones normales. Sin embargo, esta elevación no cambió el patrón general de especificación del destino celular en ausencia de Etv5, lo que sugiere que aunque Fgf4 puede ser producido, no llega efectivamente a sus vías de señalización objetivo sin la presencia de Etv5.

#Conclusión

En resumen, nuestra investigación ha ilustrado los importantes roles de Etv4 y Etv5 en el desarrollo temprano de los ratones. Ambas proteínas están influenciadas por la señalización FGF y son cruciales para la especificación correcta de las células embrionarias. En ausencia de Etv5, las células no se desarrollan adecuadamente en el endodermo primitivo necesario, lo que lleva a problemas en la formación y crecimiento del embrión.

A medida que continuamos entendiendo los mecanismos subyacentes del desarrollo temprano, esperamos que este conocimiento contribuya a una comprensión más amplia de la biología de los mamíferos y potencialmente informe futuras investigaciones sobre salud y enfermedades.