En la embriología de los amniotas , 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 que se encuentra en los embriones de peces y amniotas . El hipoblasto ayuda a determinar los ejes corporales del embrión , y su migración determina los movimientos celulares que acompañan la formación de la línea primitiva , y ayuda a orientar al embrión y a 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 cuboidales . [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 las aves y los mamíferos, contiene precursores del endodermo extraembrionario del saco vitelino . [3] [5]
En los embriones de pollo, la segmentación temprana forma un área opaca y un área pelúcida, y la región entre estas se llama zona marginal. [5] El área opaca es la parte periférica del blastodermo donde las células permanecen sin separarse de la yema. Es un área blanca que transmite luz. [5]
Aunque el hipoblasto no contribuye a la formación del embrión, influye en su orientación. [5] El hipoblasto también inhibe la formación de la línea primitiva. [6] La ausencia de hipoblasto da lugar a múltiples líneas primitivas en los embriones de pollo. [7] El saco vitelino derivado del endodermo primitivo garantiza la organogénesis adecuada del feto y el intercambio de nutrientes, gases y desechos. Las células hipoblásticas también proporcionan señales químicas que especifican la migración de las células del epiblasto. [5]
En las aves, la formación de la línea primitiva 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 las 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 , sino que migran medial y caudalmente desde ambos lados y crean un engrosamiento en la línea media llamado línea primitiva. La línea primitiva crece rápidamente en longitud a medida que más células presuntivas del mesodermo continúan agregándose hacia adentro. La gastrulación comienza en el área pelúcida junto a la zona marginal posterior, ya que el hipoblasto y la línea primitiva comienzan allí. [5] El embrión aviar proviene completamente del epiblasto, y el hipoblasto no contribuye a ninguna célula. [5] Las células del hipoblasto forman partes de las otras membranas como el saco vitelino y el tallo que une la masa vitelina al tubo digestivo endodérmico. [5] [8] Entre el área opaca y la hoz de Koller hay una región con forma de cinturón llamada zona marginal posterior (ZMP). [5] La ZMP organiza el centro de Hensen en los 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 capa 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 a un 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 anteriormente desde la zona marginal posterior del blastodermo. [5] La elongación de la línea primitiva es coextensiva con la migración anterior de estas células hipoblásticas secundarias, y el hipoblasto dirige el movimiento de la línea primitiva. [5] La línea finalmente se extiende hasta aproximadamente ¾ de la longitud del área pelúcida. [5]
Las células migran a la línea primitiva y, al entrar en el embrión, se separan en dos capas. La capa profunda se une al hipoblasto a lo largo de su línea media, desplazando las células hipoblásticas 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 las profundidades del embrión, las células endodérmicas migran anteriormente y, finalmente, desplazan a las células hipoblásticas, lo que hace que estas queden confinadas a una región en la porción pelúcida anterior del área.
Este patrón parece similar al de los embriones de anfibios. La actividad nodal es necesaria para iniciar la línea primitiva, y es la secreción de Cerberus (un antagonista de Nodal) por las células hipoblásticas primarias la que impide la formación de la línea primitiva. [5] A medida que las células hipoblásticas primarias se alejan de la PMZ, la proteína Cerberus ya no está presente, lo que permite la actividad Nodal (y, por lo tanto, la formación de la línea primitiva) en el epiblasto posterior. [5] Sin embargo, una vez formada, la línea secreta su antagonista Nodal (la proteína Lefty ), que impide que se formen más líneas primitivas. [5] Finalmente, las células hipoblásticas secretoras de Cerberus son empujadas a la futura parte anterior del embrión, donde contribuyen a garantizar que las células neuronales en esta región se conviertan en prosencéfalo 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) se restringe al lado izquierdo del embrión, controlada 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 del hipoblasto del embrión de pollo. [5] Mientras que las células del hipoblasto se deslaminan ventralmente, alejándose 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 el epiblasto. [5]
En el ratón, las células germinales primordiales provienen de células del epiblasto. [9] Esta especificación está acompañada por una reprogramación epigenética extensa que involucra la desmetilación global del ADN , la reorganización de la cromatina y el borrado de la impronta, lo que resulta en 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 de 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 en gastrulación. [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 el hipoblasto está rotado, la orientación de la línea primitiva sigue la rotación. Si la señalización FGF se activa en el margen del epiblasto, la señalización Wnt ocurrirá allí. La orientación de la línea primitiva cambiará como si el hipoblasto hubiera sido colocado allí. Las migraciones celulares que forman la línea primitiva parecen estar reguladas por FGF del hipoblasto, que activa la vía de polaridad celular planar Wnt en el epiblasto. [5] La vía Wnt, a su vez, es activada por FGF producidos por el hipoblasto. [5]