Diferenciação Celular

Módulo de Embriologia Geral

Faculdade de Medicina de Ribeirão Preto - USP

Responsável: Prof. Ricardo G. P. Ramos

Embriologia Geral Humana

1) Gametogênese e Fertilização

2) As Duas Primeiras Semanas do Desenvolvimento Embrionário Humano (Clivagem,

Implantação e Formação do Disco Germinativo Bilaminar)

3) Gastrulação e Neurulação,

4) Somitogênese

6) Placentação

7) As Bases Genético Moleculares do Desenvolvimento Embrionário

8) Diferenciação Celular

10) Embriologia e Malformações dos Membros

Terceira e Quarta Semanas

5) Fechamento do Embrião

9) Introdução à Teratogênese

Algumas Questões

Fundamentais da Biologia do

Desenvolvimento

- A geração da diversidade celular

- A geração da forma

- O grau de conservação evolutiva dos

mecanismos responsáveis pelos dois

processos acima.

Carater progressivo e

temporalmente variado do processo

de estabelecimento do destino

celular :

Especificação, Determinação e

Diferenciação

Especificação

Determinação

Diferenciação

Modos de Especificação Celular:

Especificação Autônoma

Especificação Condicional

Características da Especificação

Autônoma:

Característica da maioria dos invertebrados

Clivagens invariantes produzem as mesmas linhagens

em cada embrião da espécie: destino dos blastômeros é

geralmente pré fixado

Especificação ocorre pela aquisição diferencial de

moléculas citoplasmáticas presente originalmente no

ovócito

Especificação do destino celular precede qualquer tipo de

migração celular embrionária em larga escala

Segregação de Granulos-P na linhagem germinativa do embrião de C.

elegans

Divisão Celular Assimétrica:

a

p

a p

DIVISÃO CELULAR ASSIMÉTRICA

INDUZIDA EXTRINSICAMENTE: AUTO

RENOVAÇÃO DE CÉLULAS TRONCO.

Knoblich (2008). Cell 132, 583-597

Características da Especificação

Condicional:

Característica de todos os vertebrados e de alguns

invertebrados.

Especificação ocorre como consequência de interações

celulares: Posições relativas são importantes

Rearranjos e migrações celulares em larga escala

podem acompanhar, ou mesmo preceder a

especificação

Indução embrionária e a importância

das interações célula-célula na

geração da diversidade celular

Competência: capacidade de um

tecido de responder a um sinal

indutivo específico

Gilbert fig 6..5A-E

Gilbert fig 6..1

Tipos de indução

Instrutivo:

Permissivo:

“Um sinal específico proveniente da célula

indutora modifica ativamente a expressão

gênica na célula responsiva.”

“Apenas provê um ambiente favorável para a expressão

do fenótipo induzido.”

Mecanismos celulares e moleculares

associados a indução embrionária

Parácrina

Justácrina

Principais Fatores Parácrinos

FGFs (Fibroblast growth factors)

Família Hedgehog

Família Wnt

TGF-ß (Transforming growth factor Beta)

FGFs (Fibroblast Growth Factors

Características das principais

Famílias de Fatores Parácrinos

-Mais de 20 membros, estruturalmente relacionados

entre si e funcionalmente independentes, embora

parcialmente redundantes

-Envolvidos em angiogenese (FGF2), formaçao

do mesoderma, desenvolvimento do

mesencéfalo, membros e olho (FGF8)

Família Hedgehog

(Sonic, Desert, Indian)

Características das principais

Famílias de Fatores Parácrinos

Envolvidos não apenas em processos de indução

como também no estabelecimento de separações

entre tecidos e no refinamento de eixos embrionários

.

Expressão de Sonic Hedgehog na epiderme prefigura

a formação de penas em embrião de galinha

Wnt (Wingless + Integrated)

Características das principais

Famílias de Fatores Parácrinos

Cerca de 15 membros em vertebrados

Indução do miótomo e do sistema urogenital (entre

outras funções) em vertebrados

Funciona como gene de segmentação em

Drosophila

TGF-Beta

Caracteristicas das principais

Familias de Fatores Paracrinos

Mais de 30 membros estruturalmente relacionados,

envolvidos em uma enorme variedade de processos

durante o desenvolvimento

Mecanismos de resposta a indução

por fatores parácrinos: Vias de

transdução de sinal

Receptores Tirosina Kinase (RTK)

Smad

Via de SinalizaçãoSmad/TGF-ß

Jak-Stat

Sinalização via JAK/STAT

Wint

Sinalização via Wnt/Frizzled

hedgehog

Sinalização via Hedgehog/Patched

Principais Vias de Sinalização

Justácrinas

Notch

Fenótipo neurogênico

(Hu, Y et al, Developmental Cell, 2:69–78, 2002)

Lasky, J. L. and Wu, H. (2005). Notch Signaling, Brain

Development,and Human Disease Pediatr Res 57: 104R–

109R

Sinalização via componentes da

matriz extracelular

Fig 6:37

Transmissão direta de sinais via

gap junctions

Fig 6:38

Fig 6:39

Interações entre vias de sinalização

Fig 6:40

Manutenção do estado diferenciado

Fig 6.41