Implicación de las vías de señalización del ácido retinoico en la especificación del epitelio ótico durante el desarrollo embrionario de aves

Abstract

El oído interno es una compleja estructura tridimensional sensorial con funciones auditivas y vestibulares. Se origina a partir de la placoda ótica (Sánchez-Guardado et al., 2014), la cual se invagina para formar la copa ótica, y posteriormente se desprende para generar el otocisto, una estructura vesicular ovoide físicamente independiente del ectodermo a partir del cual se origina. El epitelio ótico dará origen a todos los elementos sensoriales del laberinto membranoso adulto y a los precursores neuronales (Álvarez and Navascués, 1990; Bissonnette and Fekete, 1996; Fekete and Wu, 2002; Sánchez-Guardado et al., 2009, 2011, 2013, 2014). La complejidad de este órgano depende de la especificación celular orquestada por moléculas difusibles provenientes de los tejidos adyacentes y del propio epitelio ótico, para guiar la diferenciación de las zonas sensoriales. Mediante la actuación de diversas rutas de señalización, tiene lugar la compartimentación del epitelio y la subsecuente especificación de destino diferencial en etapas tempranas del desarrollo. Este proceso parece estar gobernado por genes reguladores expresados de manera regiónespecífica, lo que proporciona identidad posicional de acuerdo con un modelo basado en compartimentos (Brigande et al., 2000; Fekete and Wu, 2002; Bok et al., 2007). Que la diferenciación celular ocurra en el momento y lugar oportunos depende de la coordinación entre señales extrínsecas e intrínsecas (Bok et al., 2007; Ohyama et al., 2007; Schimmang, 2007; Whitfield and Hammond, 2007; Kelly and Chen, 2009; Frenz et al., 2010; Ladher et al., 2010). El objetivo de este trabajo de investigación se centrará en la descripción de los patrones de expresión espacio- temporal de diferentes moléculas importantes durante el desarrollo embrionario del oído interno de aves desde el estadio 18 al 32 de Hamburger y Hamilton, y la implicación de dichos patrones de expresión en la definición de los ejes antero-posterior, latero-mediales y dorsoventral. Todo ello está vinculado con los cambios morfogenéticos de esta compleja estructura tridimensional, en especial, considerando movimientos morfogenéticos, migración celular, así como diferente actividad de proliferación y muerte celular.

The inner ear is a complex three-dimensional sensory structure with auditory and vestibular functions. It originates from the otical placode (Sánchez-Guardado et al., 2014), which invaginates to form the otical cup, and subsequently detaches to generate the otocyst, an ovoid vesicular structure physically independent of the ectoderm from which it originates. The otic epithelium will originate all sensory elements of the adult membranous labyrinth and neuronal precursors (Álvarez and Navascués, 1990; Bissonnette and Fekete, 1996; Fekete and Wu, 2002; Sánchez-Guardado et al., 2009, 2011, 2013, 2014). The complexity of this organ depends on the cellular specification orchestrated by diffusible molecules from adjacent tissues and from the otic epithelium itself, to guide the differentiation of sensory zones. Through the action of various signalling pathways, epithelium compartmentalization and subsequent specification of differential target occurs at early stages of development. This process appears to be governed by region-specific regulatory genes, providing positional identity according to a compartment-based model (Brigande et al., 2000; Fekete and Wu, 2002; Bok et al. , 2007). Whether cellular differentiation occurs at the appropriate time and place depends on the coordination between extrinsic and intrinsic signals (Bok et al., 2007; Ohyama et al., 2007; Schimmang, 2007; Whitfield and Hammond, 2007; Kelly and Chen, 2009; Frenz et al., 2010; Ladher et al., 2010). The aim of this research work will be to describe the spatial-temporal expression patterns of different important molecules during the embryonic development of the inner ear of birds from Hamburger and Hamilton stages 18 to 32, and the implication of these expression patterns in the definition of the anteroposterior, latero-medial and dorsoventral axes. All this is linked to the morphogenetic changes of this complex three-dimensional structure, especially considering morphogenetic movements, cell migration, as well as different proliferation activity and cell death.