Origin of acoustic-vestibular ganglionic neuroblasts in chick embryos and their sensory connections

Abstract

El oído interno es una compleja estructura sensorial tridimensional con funciones auditivas y vestibulares. Se origina a partir de la placoda ótica, que genera los elementos sensoriales del laberinto membranoso y todos los precursores neuronales ganglionares. La especificación del neuroblasto es el primer acontecimiento de diferenciación celular. En el pollito, tiene lugar durante un largo periodo embrionario, desde el estadio inicial de la copa ótica hasta al menos el estadio HH25. Las neuronas ganglionares en diferenciación alcanzan un patrón de inervación preciso con parches sensoriales, un proceso presumiblemente gobernado por una red de señales de guía dendríticas que varían con el microambiente local. Para estudiar la neurogénesis ótica y el patrón de inervación topográficamente ordenado en las aves, se utilizó una técnica de injerto quimérico codorniz-pollo de acuerdo con un mapa de destino previamente determinado del placode ótico. Se demostró que cada tipo de injerto que contenía el presunto dominio de áreas sensoriales placodales topológicamente ordenadas generaba neuroblastos. Los neuroblastos injertados diferenciados establecieron contactos dendríticos con una variedad de parches sensoriales. Estos resultados sugieren fuertemente que, más que la búsqueda inversa, el papel relevante en la guía del proceso dendrítico ótico es desempeñado por moléculas difusoras de largo alcance.

The inner ear is a complex three-dimensional sensory structure with auditory and vestibular functions. It originates from the otic placode, which generates the sensory elements of the membranous labyrinth and all the ganglionic neuronal precursors. Neuroblast specification is the first cell differentiation event. In the chick, it takes place over a long embryonic period from the early otic cup stage to at least stage HH25. The differentiating ganglionic neurons attain a precise innervation pattern with sensory patches, a process presumably governed by a network of dendritic guidance cues which vary with the local micro-environment. To study the otic neurogenesis and topographically-ordered innervation pattern in birds, a quail–chick chimaeric graft technique was used in accordance with a previously determined fate-map of the otic placode. Each type of graft containing the presumptive domain of topologically-arranged placodal sensory areas was shown to generate neuroblasts. The differentiated grafted neuroblasts established dendritic contacts with a variety of sensory patches. These results strongly suggest that, rather than reverse-pathfinding, the relevant role in otic dendritic process guidance is played by long-range diffusing molecules.