Inducción Neural y Desarrollo de la Notocorda

La inducción neural es el proceso mediante el cual una región del ectodermo es dirigida para convertirse en la placa neural, el primordio del cerebro y la médula espinal. Es impulsada por señales del organizador y del mesodermo axial, especialmente la notocorda — una varilla transitoria de la línea media que tanto modela el eje corporal temprano como constituye la estructura definitoria de los cordados.

Definition

La inducción neural es la especificación del destino de la placa neural en el ectodermo dorsal mediante señales del organizador y del mesodermo axial; la notocorda es la varilla de la línea media del mesodermo axial que surge del organizador/nodo, modela el tubo neural y los somitas, y forma el esqueleto axial embrionario.

Scope

Este tema abarca la formación de la notocorda a partir del mesodermo axial, la señalización inductiva mediante la cual el organizador y la notocorda neuralizan el ectodermo suprayacente, el modelo por defecto de la inducción neural, y el papel de la notocorda en la modelación del tubo neural y el esqueleto axial. Se trata de una descripción de referencia de anatomía del desarrollo y no proporciona orientación clínica.

Core questions

• ¿Cómo se forma la notocorda a partir del mesodermo axial?
• ¿Cómo inducen el organizador y la notocorda la placa neural?
• ¿Qué señales moleculares subyacen a la inducción neural?
• ¿Cómo modela la notocorda el tubo neural y los tejidos circundantes?

Key concepts

• Organizador (organizador de Spemann-Mangold; nodo en amniotas)
• Notocorda y mesodermo axial
• Placa neural y neuroectodermo
• Antagonistas de BMP (noggin, chordin)
• Sonic hedgehog y modelación del tubo neural ventral
• Remanentes de la notocorda (núcleo pulposo)

Key theories

Modelo por defecto de la inducción neural

El ectodermo está intrínsecamente predispuesto a un destino neural y se mantiene en un estado epidérmico por la señalización de BMP; los antagonistas de BMP derivados del organizador, como noggin y chordin, alivian esta inhibición, permitiendo que emerja el destino neural subyacente.

Mechanisms

El organizador (el labio dorsal en anfibios, el nodo en amniotas) da origen a la placa precordal y a la notocorda, una varilla de mesodermo axial que se extiende a lo largo de la línea media embrionaria. El organizador y la notocorda secretan antagonistas de BMP — incluyendo noggin y chordin — que inhiben localmente la señalización de BMP en el ectodermo suprayacente; según el modelo por defecto, este alivio de la inhibición de BMP permite que el ectodermo adopte su destino neural intrínseco y forme la placa neural, que luego se pliega para formar el tubo neural. La notocorda continúa modelando el tubo neural y los somitas en desarrollo, en parte secretando Sonic hedgehog para especificar tipos de células neurales ventrales e inducir el esclerotoma. La notocorda en sí es en gran medida transitoria: induce los cuerpos vertebrales y persiste en la columna vertebral madura solo como el núcleo pulposo de los discos intervertebrales.

Clinical relevance

Las alteraciones de la inducción neural y el cierre del tubo neural están relacionadas con defectos del tubo neural como la anencefalia y la espina bífida, y el tejido notocordal persistente es el origen del cordoma, un tumor que surge a lo largo del esqueleto axial. Esta entrada describe las relaciones del desarrollo como referencia y no constituye una base para el diagnóstico, el asesoramiento de prevención o el tratamiento.

Evidence & guidelines

La descripción aquí se basa en la embriología experimental y la biología molecular del desarrollo en modelos vertebrados, comenzando con el trasplante del organizador y extendiéndose con la identificación molecular de señales inductoras y modeladoras, junto con textos estándar de embriología humana en lugar de guías clínicas.

History

La capacidad del organizador dorsal para inducir un sistema nervioso fue demostrada en el experimento de trasplante de Spemann y Mangold de 1924, que mostró que el tejido organizador injertado podía inducir un eje secundario con un tubo neural en el huésped. La base molecular permaneció oscura hasta la década de 1990, cuando se identificaron antagonistas de BMP secretados por el organizador, como noggin y chordin, y la inducción neural se replanteó como un estado por defecto revelado por la inhibición de BMP.

Debates

¿Es el destino neural un verdadero estado 'por defecto', o requiere una instrucción activa?

El modelo por defecto sostiene que el ectodermo se vuelve neural simplemente cuando se bloquea la señalización de BMP, pero trabajos posteriores sugirieron que señales instructivas adicionales (por ejemplo, FGF) contribuyen, por lo que los roles relativos de la inhibición versus la inducción activa siguen siendo objeto de debate.

Key figures

• Hans Spemann
• Hilde Mangold
• Ali Hemmati-Brivanlou
• Douglas Melton
• Richard Harland

Seminal works

• spemann-mangold-1923
• smith-1992-noggin
• hemmati-brivanlou-melton-1997

Frequently asked questions

¿Qué es la inducción neural?

Es el proceso mediante el cual las señales del organizador y la notocorda dirigen una parte del ectodermo para que se convierta en la placa neural, el precursor del cerebro y la médula espinal, principalmente mediante la inhibición de la señalización de BMP.

¿Qué le sucede a la notocorda en el adulto?

La notocorda es una estructura embrionaria transitoria que ayuda a modelar el eje corporal; la mayor parte de ella involuciona, y en la columna vertebral madura persiste solo como el núcleo pulposo dentro de los discos intervertebrales.