Curs 1 MDU

CURS 1: MEDICINA DEZVOLTARII UMANE

INTRODUCERE IN EMBRIOLOGIE, CELULE

GERMINALE PRIMORDIALE

Conf. Dr. B. A. Voiculescu

1

The file was converted using http://www.convertapi.com Please purchase credits to remove this text http://www.convertapi.com/prices

DE AICI INCEPE TOTUL… FIECARE DINTRE NOI A

FOST CANDVA UN… OU

2


PRIMA SAPTAMANA

Zigot- diviziuni mitotice- rezulta blastomere

Embrionul cu 32 de blastomere= morula

Prin compactare si cavitatie, din morula se

formeaza blastocistul sau blastula

Blastocistul ajunge in cavitatea uterina si

elimina zona pellucida

Incepe implantarea pe peretele posterior al

uterului

3


PRIMA SAPTAMANA

BLASTOCISTUL

O masa interna de celule= embrioblast, din

care se va forma embrionul

O masa externa de celule= trofoblast, ce va

forma anexele embrionare

4


5


INITIEREA IMPLANTARII

6

1 zona pellucida

2 trofoblast

3 hipoblast

4 blastocel

5 epiblast


SAPTAMANA A 2- A

Trofoblastul se diferentiaza in:

sincitiotrofoblast (extern)

citotrofoblast (intern)

Embrioblastul:

Se subdivide in hipoblast si epiblast, formand discul bilaminar

Hipoblastul- celulele migreaza de-a lungul citotrofoblastului, formand sacul yolk primar

Epiblastul formeaza cavitatea amniotica

7


8


9


SAPTAMANA A 2-A

Mezodermul extraembrionar

Origine controversata- din citotrofoblast/ epiblast/

citotrofoblast + epiblast

Migreaza intre citotrofoblast si sacul yolk/ cav

amniotica

Caviteaza, fomand:

Cavitatea corionica

Mezodermul somatic (sub CT)

Mezodermul visceral ( in jurul embrionului)

10


SAPTAMANA A 2- A

La sfarsitul saptamanii implantatia se termina,

embrionul e alcatuit din:

2 cavitati emisferice

- Amniotica (dorsala)

- Yolk= vezicula ombilicala (ventrala)

Hipoblast + epiblast= disc embrionar didermic

11


DISCUL BILAMINAR

Epiblast= strat germinal dorsal

Hipoblast= strat germinal ventral

12


13


SAPTAMANA A 3-A

Formarea liniei primitive- mediana, de-a lungul

axei cranio- caudale- prin proliferarea si

migrarea celulelor epiblastice

Capatul anterior al liniei primitive- incepe sa se

adanceasca si formeaza santul primitiv, ce are

la extremitatea craniala nodul primitiv

(extremitate cefalica)

14


SAPTAMANA A 3-A

Are loc formarea discului trilaminar prin

aparitia celei de-a treia foite embrionare-

mezoblastul

Procesul= gastrulatie, dar noul termen preferat

este tranzitie epitelio- mezenchimala

Mezoblastul se formeaza din celulele

epiblastice, care migreaza prin linia primitiva

15


16


MIGRAREA CELULELOR EPIBLASTICE

Primele care migreaza, inlocuiesc celulele hipoblastice si formeaza endoblastul definitiv

Alte celule migreaza in directie craniala prin nodul primitiv si formeaza:

Placa precordala

Procesul notocordal

Cea mai mare parte dintre celule migreaza intre hipoblast si epiblast si formeaza mezoblastul intraembrionar

17


DISCUL TRILAMINAR

STRATUL GERMINAL DORSAL= ECTOBLAST/

ECTODERM

STRATUL MIJLOCIU (AL TREILEA IN ORDINEA

FORMARII)= MEZOBLAST/ MEZODERM

STRATUL VENTRAL= ENDOBLAST/ ENDODERM

18


RETINETI

EPIBLASTUL ESTE PRECURSOR PENTRU:

- ECTOBLAST/ ECTODERM

- MEZOBLAST/ MEZODERM intraembrionar +/ - extraembrionar

- ENDOBLAST DEFINITIV/ ENDODERM intraembrionar (visceral)

HIPOBLASTUL ESTE PRECURSOR PENTRU:

- ENDODERM EXTRAEMBRIONAR (VEZICULA OMBILICALA SI ALANTOIDA)

19


CELULE GERMINALE PRIMORDIALE

celula progenitoare care va forma gametii la

ambele sexe

la toate speciile de vertebrate, morfologia si

proprietatile histochimice sunt asemanatoare

CGP- celule mari, rotunde, cu un nucleu mare,

heterocromatic

citoplasma bogata in ribozomi si mitocondrii

(activitate metabolica intensa- sinteza proteica),

aparatul Golgi si RER slab reprezentate.

20


CGP

La om, citoplasma contine numeroase granule

de glicogen si lipide.

Prezinta o intensa activitate fosfataz- alcalina

pozitiva.

Nu se cunoaste rolul acestei enzime in celuele

germinale, insa este importanta pentru

identificarea lor.

21


ORIGINE EMBRIONARA

Originea lor este in epiblastul proximal in

saptamana a 2- a.

Aparitia este conditionata de prezenta unor

factori de crestere secretati de ectoderm

extraembrionar si endoderm visceral

De la origine migreaza catre crestele genitale

22


BMP

Bone morphogenic protein

grup de factori de crestere ai marii familii TGF-b

- transforming growth factor

BMP1 nu face parte din aceastã familie

20 de proteine- GM= 10 si 30 kDa

Se fixeaza de un receptor heteromeric (BMP-R),

aflat pe membrana celulei tinta- douã

subunitãti tip I si douã subunitãti tip II.

23


BMP

Subunitãtile tip II sunt kinaze ce pot fosforila un rest serinic sau treoninic de pe subunitatea tip I adiacentã

In citoplasma celulei tinta

SARA- proteina adaptoareo nouã fosforilare a unui grup de proteine

R-smad- proteina aflata in stare nefosforilata, inactiva

Prin intermediul SARA, R- Smad se fosforileaza

24


BMP

R-smad fosforilate formeazã complexe cu

proteine adiacente numite Co- smad.

Complexul se deplaseazã în nucleu, unde se

leagã de secvente specifice din ADN (elemente

de rãspuns ale BMP) si activeazã anumite

gene, ce determina sinteza unor proteine

specifice- initiaza diferentierea celulelor

epiblastice in CGP

25


IMPORTANTA BMP SI A CAII SALE

Cãile de semnal ce implicã BMP, BMP-R si

Smad sunt importante în :

diferentierea CGP,

dezvoltarea cordului,

dezvoltarea SNC,

dezvoltarea cartilajului,

sistemului nervos enteric,

dezvoltarea osoasã postnatalã.

26


CALE DE SEMNALIZARE BMP

Receptorii reglati de

Smad sau R-Smad se

asociazã cu receptorul

de tip 1, printr-o proteinã

adaptoare numitã SARA

(Smad Anchor for

Receptor Activation).

27


INDUCTIE CGP

Factori secretati de ectoderm si endoderm sunt

decizionali in diferentierea celulei epiblastice in

CGP

Celulele epiblastului proximal nu sunt

restrictionate la linia germinala primordiala,

dand nastere si unor celule somatice de la

nivelul alantoida si s-ar parea ca si al

mezodermului extraembrionar

28


INDUCTIE CGP

Ectodermul secreta

BMP4, semnalul inductor primar- interactiune

Smad 5

Apoi BMP4 si BMP8b- Smad 1, -5- diferentiere si

localizare- doar 40 de celule epiblastice se vor

diferentia in CGP

Endodermul secreta

BMP2- diferentiere

29


INITIEREA MIGRARII

Sub actiunea factorilor BMP, celulele

precursoare CGP exprima proteina fragilis

(IFITM), care:

marcheaza initierea diferentierii ca celule

germinale primordiale

are rol de adeziune intercelulara

Odata cu formarea celulelor fragilis + incepe

separarea de celule somatice, formandu-se o

aglomerare de precursori CGP

30


INDUCTIE CGP

Apoi, o parte din celulele fragilis + exprima

proteina stella, detectata exclusiv la linia

germinala primordiala

La nivelul celulelor fragilis, stella + nu sunt

exprimate proteinele Hox 1, specifice celulelor

somatice

31


32


INDUCTIE CGP- BLIMP 1

In afara de factorii mai sus amintiti, care induc diferentierea cel epiblastice in CGP, exista un represor transcriptional numit Blimp1 (Prdm1)

Inhiba sinteza factorilor somatici la nivelul precursorilor CGP

Soarecii mutanti Blimp1 negativi- se formeaza in jur de 20 de celule primordiale (in loc de 40), asemanatoare CGP, dar care nu au proprietatile acestora: migrare, proliferare si represia genelor somatice (Hox1)

33


MIGRARE

In saptamana a 3- a, CGP migreaza din ectodermul primar in peretele sacului vitelin, prin miscari ameoboidale.

Apoi ajung la baza alantoidei.

Astfel, au devenit extraembrionare, fiind asezate in endodermul si mezodermul peretelui sacului vitelin.

34


MIGRARE

Intre saptamanile 4- 6, ajutate de curbarea

cranio- caudala si laterala a embrionului,

celulele germinale primordiale migreaza din

nou in embrion

Migreaza de-a lungul peretelui alantoidei si a

intestinului primitiv posterior (metenteron)

35


MIGRARE

Dupa ce traverseaza mezenterul dorsal, colonizeaza crestele gonadale.

In cursul acestei calatorii, celulele se multiplica mitotic, astfel incat se pare ca ating un numar de zeci de mii in momentul in care populeaza crestele gonadale.

Mecanismele migrarii sunt incomplet intelese

36


Migrarea celulelor germinale primordiale

37


Pasul 1. CGP la soarece, cu originea in epiblastul proximal, migreaza de la linia

primitiva la endoderm (viitorul intestin dorsal)

Pasul 2. CGP migreaza de-a lungul endodermului

Pasul 3. CGP migreaza bilateral catre peretele posterior al abdomenului

Pasul 4. CGP ajung in crestele genitale

38


TIPURI DE MIGARE

39


MECANISMELE MIGRARII

Sunt incomplet intelese, dar se realizeaza pe doua cai:

1. adeziune controlata, care implica existenta unui receptor pe CGP si a unei substante cu rol de ligand, secretate de tesuturile caii de migrare

2. prin chemotactism, ce implica secretia unor factori chemotactici de catre tesuturile tinta (ex, creasta gonadala)- CGP se deplaseaza catre concentratia maxima a acestor substante

40


INITIEREA MIGRARII

CGP capata motilitate la scurt timp dupa

formare

In momentul initierii migrarii, CGP capata

morfologie caracteristica- devin polarizate si

prezinta pseudopode/ extensii citoplasmatice

41


MORFOLOGIE, POLARITATE

42


INITIERE

La soarece, migrarea directionata necesita initial o activitate repelenta a factorului IFITM1 (interferon- induced transmembrane protein) exprimat de mezoderm

Are rol de respingere a celulelor din mezoderm in endoderm si implicit in activarea comportamentului migrator (CGP evita tesuturile ce exprima IFITM1)

IFITM= fragilis

43


CALEA MIGRATORIE

In intestinul posterior

prin IFITM3 si E- caderina IFITM3- exprimata in CGP, rol necunoscut (insa in mod sigur

are rol in migrare)

E- caderina- molecula de adeziune exprimata in intestin, nu de CGP in acest stadiu- rol in mentinerea CGP in intestin

Supravietuirea si proliferarea CGP- cuplul C-kit/ Steel C- kit- receptor- pe CGP

Steel- ligandul c- kit- pe tesuturile somatice

La soarece, in stadiul E9,5- parasesc intestinul

44


PGC SUNT MOBILE, IN INTESTIN; CELULELE

NOTOCORDULUI SE MISCA SPRE POSTERIOR PE

MASURA CE EMBRIONUL CRESTE

45


CGP PARASESC INTESTINUL SI MIGREAZA

CATRE CRESTELE GENITALE

46


CALEA MIGRATORIE

Catre crestele genitale

Dupa ce parasesc intestinul, se impart in doua

grupuri- pentru fiecare creasta

Migreaza din intestin individual, dar interactioneaza

intre ele prin extensii subtiri citoplasmatice- retea

de celule migratorii

47


CALEA MIGRATORIE

SDF1- secretat de mezenchim si de crestele

genitale, reprezinta un factor chemotactic pentru

CGP

CXCR4- receptorul pentru SDF1- pe CGP

Pe langa rolul in migrare, SDF1 are rol si in

supravietuirea celulelor- cele ce parasesc ruta mor

48


PGC IMPARTITE IN DOUA GRUPURI MIGREAZA

CATRE CRESTELE GENITALE

49


50


51


OPRIREA MIGRARII

Se pare ca aceleasi molecule care au ghidat

migrarea, prezente in cantitate mare la nivelul

crestelor gonadale, determina si oprirea lor

Cantitati mari de SDF1 reprezinta un semnal stop

Celulele devin rotunde, isi pierd polaritatea, adera

intre ele, de celulele somatice din jur si de

matricea extracelulara prin molecule de adeziune-

E-caderina si integrina B1, exprimate de CGP

52


VA MULTUMESC! 53


Curs 1 MDU

Documents

Transcript of Curs 1 MDU