En embriología amniota , el hipoblasto es una de las dos capas distintas que surgen de la masa celular interna en el blastocisto de los mamíferos , [1] [2] o del blastodisco en reptiles y aves . El hipoblasto da origen al saco vitelino , que a su vez da origen al corion . [3]
El hipoblasto es una capa de células en embriones de peces y amniotas . El hipoblasto ayuda a determinar los ejes del cuerpo del embrión , y su migración determina los movimientos celulares que acompañan la formación de la raya primitiva , y ayuda a orientar el embrión y crear simetría bilateral .
La otra capa de la masa celular interna, el epiblasto , se diferencia en las tres capas germinales primarias , ectodermo , mesodermo y endodermo .
El hipoblasto se encuentra debajo del epiblasto y está formado por pequeñas células cúbicas . [4] El hipoblasto en los peces (pero no en las aves y los mamíferos) contiene los precursores tanto del endodermo como del mesodermo . [5] En aves y mamíferos, contiene precursores del endodermo extraembrionario del saco vitelino . [3] [5]
En los embriones de pollo, la escisión temprana forma un área opaca y un área pelúcida, y la región entre ambas se denomina zona marginal. [5] El área opaca es la parte periférica del blastodermo donde las células permanecen no separadas de la yema. Es una zona blanca que transmite luz. [5]
Aunque el hipoblasto no contribuye al embrión, influye en la orientación del embrión. [5] El hipoblasto también inhibe la formación de rayas primitivas. [6] La ausencia de hipoblasto da como resultado múltiples rayas primitivas en embriones de pollo. [7] El saco vitelino primitivo derivado del endodermo asegura la organogénesis adecuada del feto y el intercambio de nutrientes, gases y desechos. Las células de hipoblasto también proporcionan señales químicas que especifican la migración de las células de epiblasto. [5]
En las aves, la formación de estrías primitivas se genera por un engrosamiento del epiblasto llamado hoz de Koller [5] La hoz de Koller se crea en el borde posterior del área pelúcida mientras que el resto de células del área pelúcida permanecen en la superficie, formando el epiblasto. [5] En los polluelos, las células del mesodermo no se invaginan , como en los anfibios , pero migran medial y caudalmente desde ambos lados y crean un engrosamiento de la línea media llamado raya primitiva. La línea primitiva crece rápidamente en longitud a medida que más células presuntas del mesodermo continúan agregándose hacia adentro. La gastrulación comienza en el área pelúcida junto a la zona marginal posterior, ya que allí comienzan el hipoblasto y la raya primitiva. [5] El embrión aviar proviene enteramente del epiblasto y el hipoblasto no contribuye a ninguna célula. [5] Las células hipoblásticas forman parte de otras membranas, como el saco vitelino y el tallo que une la masa vitelina con el tubo digestivo endodérmico. [5] [8] Entre el área opaca y la hoz de Koller hay una región en forma de cinturón llamada zona marginal posterior (PMZ). [5] El PMZ organiza el centro de Hensen en amniotas.
Mientras tanto, las células de las regiones más anteriores del epiblasto se deslaminan y permanecen unidas al epiblasto para formar "islas" de hipoblastos. Estas islas son grupos de 5 a 20 células que migran y se convierten en el hipoblasto primario. [5] La lámina de células que crece anteriormente a partir de la hoz de Koller se combina con el hipoblasto primario para formar el hipoblasto secundario (también llamado endoblasto). [5]
El blastodermo de dos capas resultante (epiblasto e hipoblasto) se une en la zona marginal del área opaca, y el espacio entre las capas forma una cavidad similar al blastocele . La división celular aumenta la longitud producida por la extensión convergente. Algunas de las células de la porción anterior del epiblasto contribuyen a la formación del nódulo de Hensen . El nódulo de Hensen es el organizador de la gastrulación en el embrión de vertebrados. Simultáneamente, las células hipoblásticas secundarias (endoblastos) continúan migrando hacia delante desde la zona marginal posterior del blastodermo. [5] El alargamiento de la línea primitiva es coextensivo con la migración anterior de estas células hipoblásticas secundarias, y el hipoblasto dirige el movimiento de la línea primitiva. [5] La raya eventualmente se extiende hasta aproximadamente ¾ de la longitud del área pelúcida. [5]
Las células migran a la línea primitiva y, cuando ingresan al embrión, se separan en dos capas. La capa profunda se une al hipoblasto a lo largo de su línea media, desplazando las células del hipoblasto hacia los lados. [5] Las primeras células que migran a través del nódulo de Hensen están destinadas a convertirse en el endodermo faríngeo del intestino anterior. [5] Una vez en lo profundo del embrión, las células endodérmicas migran hacia adelante y finalmente desplazan a las células hipoblásticas, lo que hace que las células hipoblásticas queden confinadas a una región de la porción anterior pelúcida del área.
Este patrón parece similar al de los embriones de anfibios. Se necesita actividad nodal para iniciar la línea primitiva, y es la secreción de Cerberus, un antagonista de Nodal, por las células hipoblásticas primarias la que previene la formación de la línea primitiva. [5] A medida que las células del hipoblasto primario se alejan de la PMZ, la proteína de Cerberus ya no está presente, lo que permite la actividad nodal (y, por lo tanto, la formación de la raya primitiva) en el epiblasto posterior. [5] Sin embargo, una vez formada, la raya secreta su antagonista nodal, la proteína Lefty , que evita que se formen más rayas primitivas. [5] Finalmente, las células hipoblásticas secretoras de Cerberus son empujadas hacia la futura parte anterior del embrión, donde contribuyen a garantizar que las células neurales de esta región se conviertan en estructuras del cerebro anterior en lugar de estructuras más posteriores del sistema nervioso. [5] A medida que la línea primitiva alcanza su longitud máxima, la transcripción del gen Sonic hedgehog (Shh) queda restringida al lado izquierdo del embrión, controlado por la activina y su receptor . [5]
En la embriogénesis de los mamíferos , la diferenciación y segregación de células en la masa celular interna del blastocisto produce dos capas diferentes: el epiblasto ("ectodermo primitivo") y el hipoblasto ("endodermo primitivo"). [5]
La primera segregación de células dentro de la masa celular interna forma dos capas. En contacto con el blastocele, la capa inferior se denomina endodermo primitivo y es homóloga al hipoblasto del embrión de pollo. [5] Mientras que las células del hipoblasto se deslaminan ventralmente, lejos del polo embrionario, para revestir el blastocele, las células restantes de la masa celular interna , situadas entre el hipoblasto y el trofoblasto polar , se convierten en epiblasto. [5]
En el ratón, las células germinales primordiales provienen de células epiblásticas. [9] Esta especificación va acompañada de una extensa reprogramación epigenética que implica la desmetilación global del ADN , la reorganización de la cromatina y el borrado de huellas, lo que da como resultado la totipotencia . [9] El equivalente mamífero del hipoblasto del pollo se llama endodermo visceral anterior (AVE) [10] y crea una región anterior al secretar antagonistas de Nodal . [5] En el ratón (el organismo modelo mamífero más estudiado para esto), el hipoblasto restringe la actividad nodal usando Cerberus y Lefty1, mientras que las aves usan solo Cerberus. [5]
En los peces, el hipoblasto es la capa interna del margen engrosado del blastodermo epibolizante en el embrión de pez gastrulante. [5] El hipoblasto en los peces (pero no en las aves o los mamíferos) contiene los precursores tanto del endodermo como del mesodermo. [5]
La vía de transducción de señales , la vía Wnt , es activada por factores de crecimiento de fibroblastos (FGF) producidos por el hipoblasto. [5] Si se rota el hipoblasto, la orientación de la raya primitiva sigue la rotación. Si la señalización de FGF se activa en el margen del epiblasto, allí se producirá la señalización de Wnt. La orientación de la raya primitiva cambiará como si el hipoblasto se hubiera colocado allí. Las migraciones celulares que forman la línea primitiva parecen estar reguladas por FGF del hipoblasto, que activa la vía de polaridad de las células planas Wnt en el epiblasto. [5] La vía Wnt, a su vez, es activada por los FGF producidos por el hipoblasto. [5]