Nervous System
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MEDICINA NEUROHISTOLOGIA E NEUROEMBRIOLOGIA HUMANA PCI NERVOSO E LOCOMOTOR Sistema Nervoso inicial: Indução Neural PowerPoint® Lecture Slide Presentation and Copyright © 2010 by Dra. Iêda M. L. Guedes, Neurobiologista celular e molecular e Professora da do Pará Copyright © 2004Universidade Pearson Education,Federal Inc., publishing as Benjamin Cummings A função do Organizador e a Indução Neural A FUNÇÃO DO ORGANIZADOR E A INDUÇÃO NEURAL O que estudaremos? PLACA NEURAL É INDUZIDA NO ECTODERME PADRONIZAÇÃO DO SISTEMA NERVOSO É DETERMINADA POR SINAIS PROVENIENTES DO MESODERME A PADRONIZAÇÃO DO EMBRIÃO É FEITA DURANTE O ESTÁGIO DE NÊURULA April 23, 2015 Copyright © 2010 by Iêda Guedes A função do Organizador e a Indução Neural Placa neural é induzida no ectoderme Sistema nervoso – induzido durante a gastrulação Visto Xenopus – gástrulas iniciais - transplante de organizador na epiderme presuntiva – SN Xenopus – epiderme prospectiva (ectoderme ventral) transplantada – epiderme dorsal (tecido neural prospectivo) – epiderme desenvolve com tecido neural: SINAL INDUTOR Tecido neural – induzido – epiblasto pinto – enxerto mesoderme da linha primitiva (Nó de Hensen): Atividade indutora – sequência 1. Nó de Hensen 2. região de mesorme pré-somítico 3. est. 4 somitos – desaparece atividade 4. mesmo tempo desaparece capacidade ectoderme responder April 23, 2015 Copyright © 2010 by Iêda Guedes A função do Organizador e a Indução Neural Placa neural é induzida no ectoderme Sistema nervoso – induzido durante a gastrulação Xenopus – transplante de organizador SINAL INDUTOR April 23, 2015 Copyright © 2010 by Iêda Guedes A função do Organizador e a Indução Neural Placa neural é induzida no ectoderme Indução mesodérmica - BMP (bone morphogenetic protein) BMP – expresso toda ectoderme Perdida na placa neural Indução neural – produção proteínas organizador – ligam BMP – removendo ação inibidora Cordina/noggin Remoção de BMP – não formação SN April 23, 2015 Copyright © 2010 by 23/04/2015 Iêda Guedes A função do Organizador e a Indução Neural Placa neural é induzida no ectoderme Destino do ectoderme é Sistema nervoso Modelo de ausência (default) Estado-padrão (default state) – ectoderme dorsal – desenvolver tecido neural Rota bloqueada – BMPs – destino epidérmico Função do organizador – remover a inibição BMPs – bloqueio da atividade Remoção de cordina, noggin e folistatina – falha desenvolvimento neural e outras estruturas dorsais e efeito ventralizante e posteriorizador April 23, 2015 Copyright © 2010 by Iêda Guedes A função do Organizador e a Indução Neural Placa neural é induzida no ectoderme Falha no Modelo de ausência (default) Demonstrada em experimento de indução neural – Xenopus/pinto mesmo com bloqueio BMP (Noggin e cordina) - FGF requerido FGF (hipoblasto-pinto) – ativa genes requeridos indução neural (ex Churchill ) – não ativados BMPs Churchill – inativado – placa neural não se forma Churchill: reprime genes da mesoderme - ativa fator de transcrição neural Sox2 Vertebrados - outros genes – além FGF/BMP Indução Neural April 23, 2015 Copyright © 2010 by Iêda Guedes A função do Organizador e a Indução Neural Placa neural é induzida no ectoderme FGF – ativa rota sinalização quinase ativada mitógeno (MAP) MAP-quinase – fosforilação inibidora Smad-1 – rota sinalizadora da BMP Esquema Ras-Raf-MAPK April 23, 2015 Copyright © 2010 by Iêda Guedes A função do Organizador e a Indução Neural Placa neural é induzida no ectoderme BMP – limite placa neural Bloqueio por injeção bordo – estreitamento Antagonista BMP - alargamento Vertebrados – duas decisões separadas – formação placa neural: Destinos mesodérmicos/ectodérmicos neural – células epiblásticas – margem medial e placa neural prospectiva – FGF e Churchill Margens laterais da placa neural (ectoderme neural e epiderme se encontram) – inibição da sinalização de BMP “Indução neural: complexo processo – múltiplas etapas – primeiros estágios – blástula – antes da região organizadora ser detectável” “Conservação evolutiva – nós pinto – induz Xenopus” April 23, 2015 Copyright © 2010 by Iêda Guedes A função do Organizador e a Indução Neural Placa neural é induzida no ectoderme “Medula espinhal – não extensão da placa neural mais posterior – células-tronco desenvolve extremidade April 23, 2015 Copyright © 2010 by Iêda Guedes A função do Organizador e a Indução Neural Padronização do sistema nervoso por sinais provenientes do mesoderme 1ª INDICAÇÃO – PLACA NEURAL É PADRONIZADA POR SINAIS PROVENIENTES DO MESODERME Pedaços de mesoderme – diferentes posições eixo ântero-posteior nêurula tristão Implantados blastocele – embrião inicial Induzem estruturas neurais – sítio do emplante Observa-se: PEDAÇOS DO MESODERME ANTERIOR INDUZEM CABEÇA COM CÉREBRO – PEDAÇOS POSTERIORES INDUZEM TRONCO COM MEDULA ESPINNHAL Logo: ESTRUTURAS FORMADAS CORRESPONDEM Á POSIÇÃO ORIGINAL DO MESODERME TRANSPLANTADO April 23, 2015 Copyright © 2010 by Iêda Guedes A função do Organizador e a Indução Neural Padronização do sistema nervoso por sinais provenientes do mesoderme 1ª INDICAÇÃO – PLACA NEURAL É PADRONIZADA POR SINAIS PROVENIENTES DO MESODERME April 23, 2015 Copyright © 2010 by Iêda Guedes A função do Organizador e a Indução Neural Padronização do sistema nervoso por sinais provenientes do mesoderme 2ª INDICAÇÃO – ESPECIFICIDADE POSICIONAL NA INDUÇÃO Pedaços de placa neural Implantados sob o ectoderme – outra gástrula Induzem estruturas neurais - ectoderme Observa-se: INDUÇÃO DE ESTRUTURAS NEURAIS REGIONAIS SIMILARES NO ECTODERME ADJACENTE Logo: CONFIRMA-SE QUE OCORRE ESPECIFICIDADE POSICIONAL NA INDUÇÃO April 23, 2015 Copyright © 2010 by Iêda Guedes A função do Organizador e a Indução Neural Padronização do sistema nervoso por sinais provenientes do mesoderme INDICAÇÕES – EXPRESSÃO GÊNICA NO ECTODERME PODE SER INFLUENCIADA PELA EXPRESSÃO GÊNICA NO MESODERME Observa-se: CO-EXPRESSÃO VÁRIOS GENES Hox NA NOTOCORDA, NO MESODERME E NO ECTODERME PRÉSOMÍTICOS NA MESMA POSIÇÃO AO LONGO DO EIXO ÃNTERO-POSTERIOR Xlhbox 1 – Xenopus oxb1 – camundongo Co-expressão acima April 23, 2015 Copyright © 2010 by Iêda Guedes A função do Organizador e a Indução Neural Padronização do sistema nervoso por sinais provenientes do mesoderme Genes Hox – padronização do romboencéfalo não detectado - tecido neural anterior: prosencéfalo e mesencéfalo Fatores de transcrição com homeodomínio – Otx e Emc regiões anteriores ao romboencéfalo –cérebro anterior Otx (camndongo) e ortodenticle (Drosophila) homólogos – ex conservação da função gênica – ortodenticle - região posterior futuro cérebro - mutações – resultam cérebro reduzido Otx1 domínios sobrepõem prosencéfalo – mutações – anormalidade cerebrais e epilepsia Otx2 - romboencéfalo Mutação Otx – parcialmente recuperado ortodenticle Gene Otx humano – recupera mutantes ortodenticle April 23, 2015 Copyright © 2010 by Iêda Guedes A função do Organizador e a Indução Neural Padronização do sistema nervoso por sinais provenientes do mesoderme Modelos padronização ectoderme neural - Xenopus 1. Indutores qualitativamente diferentes – diferentes posições – eixo ântero-posterior 2. Padronização por dois sinais – diferenças – quantitativas nos sinais indutores: - 1º sinal ativador – todo mesoderme – induz ectoderme – tecido neural anterior - 2º sinal transformante – transforma parte do tecido – identidade mais posterior – gradiente no mesoderme – mais concentrado – extremidade posterior Fatores determinantes de posterioridade: Wnts (Xenopus, pinto, Zebrafish) – altas concentrações da proteína – células da placa neural – identidade mais posterior Ácido retinóico (cam) – camundongo – endoderma visceral – produz sinais inibitórios – proteção contra sinais posterioridade April 23, 2015 Copyright © 2010 by Iêda Guedes A função do Organizador e a Indução Neural Padronização do sistema nervoso por sinais provenientes do mesoderme Modelos padronização ectoderme neural - Xenopus 1. Indutores qualitativamente diferentes – diferentes posições – eixo ântero-posterior 2. Padronização por dois sinais – diferenças – quantitativas nos sinais indutores: - 1º sinal ativador – todo mesoderme – induz ectoderme – tecido neural anterior - 2º sinal transformante – transforma parte do tecido – identidade mais posterior – gradiente no mesoderme – mais concentrado – extremidade posterior Fatores determinantes de posterioridade: Wnts (Xenopus, pinto, Zebrafish) – altas concentrações da proteína – células da placa neural – identidade mais posterior Ácido retinóico (cam) – camundongo – endoderma visceral – produz sinais inibitórios – proteção contra sinais posterioridade April 23, 2015 Copyright © 2010 by Iêda Guedes A função do Organizador e a Indução Neural Padronização do sistema nervoso por sinais provenientes do mesoderme April 23, 2015 Copyright © 2010 by Iêda Guedes A função do Organizador e a Indução Neural Padronização do sistema nervoso por sinais provenientes do mesoderme Ectoderma Sinalização por BMPs Sinalização por BMPs Ectoderma epidérmico Cordina Noguina Folistatina Bloqueio da sinalização por BMPs Ácido retinóico FGF8 Placa neural (anterior) Placa neural (posterior) Definição Rostrocaudal April 23, 2015 Copyright © 2010 by Iêda Guedes A função do Organizador e a Indução Neural A padronização do embrião é feita durante o estágio de nêurula ESTÁGIO NÊURULA – JÀ ESTABELECIDO: Plano corporal Membros, coração e outros órgãos Plano corporal filotípico – gástrula Posições dos órgãos – nêurula: Ainda há sinal visível de diferenciação Potencial para formar determinado órgão – confinada regiões Remoção parte da área – estrutura normal se forma - membro Transplante região membro – formará membro April 23, 2015 Copyright © 2010 by Iêda Guedes A função do Organizador e a Indução Neural Ter falhado significa ter lutado . Ter lutado significa ter crescido. ( Maltbie E. Babcock) April 23, 2015 Copyright © 2010 by Iêda Guedes A função do Organizador e a Indução Neural As imagens e informações contidas na presente apresentação estão referenciadas e fazer parte da seguinte bibliografia, ou fazem parte de sites livres abertos. HISTOLOGIA: - Carvalho, H. F. & Collares-Buzato, C. B. Células: uma abordagem multidisciplinar. São Paulo: Manole, 2005. - Junqueira, L.C. & Carneiro, J. Histologia Básica. 10ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2004. (edição mais encontrada na biblioteca), podendo ser versão mais atual (12ed). - Ross, M. H. & Pawlina, W. Histologia: texto e Atlas. 6ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2012. - Young, B; Lowe, J; Stevens, A; Heath, J. W. Wheater Histologia Funcional. 5ed. Elsevier, 2007. - Gartner, L.P. & Hiatt, J.L. Tratado de Histologia. 2ª ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2003. EMBRIOLOGIA: - Sadler, T.W. Lagman - Embriologia médica, 11a edição, Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2010. - Wolpert, L; Jessell, T; Lawrence, P; Meyerowitz, E; Robertson, E; Smith, J. Princípios de Biologia do desenvolvimento. 3ed. Porto Alegre: Artmed, 2008. - Bear, M. F.; Connors, B. W.; Paradiso, M. A. Neurociência. 3ed. Artmed, 2010. - Lent, R. Cem bilhões de neurônios. 2ª edição. Editora Atheneu. 2010 - Moore, K. L.; Persaud, T. V. N.; Shiota, K. Atlas colorido de Embriologia. 2ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 200. April 23, 2015 Copyright © 2010 by Iêda Guedes
