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Biologia do Desenvolvimento Docente: Prof. Paulo de Oliveira Discentes: Diana de Castro, nº28783 Mariana Plácito, nº 26973 Samuel Arêas, nº29086 Biologia.

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1 Biologia do Desenvolvimento Docente: Prof. Paulo de Oliveira Discentes: Diana de Castro, nº28783 Mariana Plácito, nº Samuel Arêas, nº29086 Biologia Humana 2012/13

2 Conceitos Pluripotentes vs. Multipotentes

3 O que são as cristas neurais? As células das cristas neurais são uma evidencia de uma evolução progressiva e continuada. Têm origem a partir da ectoderme, durante o processo da neurulação quando a placa neural se dobra em forma de V, e suas extremidades (as pregas neurais) se fundem formando o tudo neural o qual irá se diferenciar no sistema nervoso central. A estadio placa neural B estadio fenda neural 1 Epiblasto 2 fenda neural 3 crista neural 1 Epiblasto 2 prega neural 3 cél da crista a migrar 4 neuroepitélio 5 canal central 6 tubo neural

4 Células provenientes da crista neural Podem ser divididas de acordo com as suas regiões e funções, assim temos a crista neural craniana, crista neural cervical e sagrada, crista neural do tronco e crista neural cardíaca. As células da crista neural são multipotentes.

5 ELEMENTOS DERIVADOS DA CRISTA NEURAL

6 Células mesenquimais Tendo em conta a multipotencialidade das células da crista neural pode-se dizer que estas são funcionalmente mesenquimais. Uma das funções das células mesenquimais é a formação de fibroblastos na derme. A derme embrionária com 2 meses de idade gestacional consiste num arranjo com fraca concentração de células mesenquimais em meio abundante (por isso no início a pele é plana).

7 Potencial terapêutico das células mesenquimais – Curiosidade* Colheita do tecido adiposo do abdómen Digestão do tecido adiposo Isolamento e cultivo das células mesenquimais As terapias celulares com células mesenquimais é prática em ascensão nas cirurgias reparadoras, principalmente de defeitos estéticos, como cicatrizes de acne, queimaduras e envelhecimento cutâneo, entre outros. * As células mesenquimais usadas nesta terapia não são provêm da região cefálica mas sim abdominal. Apenas se deu este exemplo de forma a abordar o potencial terapêutico e cosmético das células mesenquimais no geral.

8 Migração das cristas neurais A migração da crista neural cefálica realiza-se de forma dorsal de modo a formar o mesenquima craniofacial. Este diferencia-se em gânglios cranianos e nas cartilagens e ossos craniofaciais As células migram para as bolsas dos arcos branquiais e contribuem para a formação do timo, dos ossos do ouvido médio, da mandibula e odontoblastos do primórdio do dente.

9 O destino e a diferenciação das células das cristas neurais Depende de vários fatores: A região de onde emergem (cefálica, do tronco ou caudal); As rotas migratórias adotadas; O local onde permanecerão.

10 Influência de moléculas na migração A migração das células das cristas neurais vai depender da molécula de adesão N-caderina, que é regulada na superfície das células das cristas neurais e diminui a sua acção quando há migração celular. (é a perda de N-caderina que resulta na transição epitélio-mesenquima). A matriz extracelular é uma rede complexa de macromoléculas que preenche o espaço entre os tecidos. Matriz celular Colagénio Fibronectina Laminina

11 Plasticidade das cristas neurais Diferenciação celular Submetidas a sinais ambientais, que variam consoante a região para que migram, e à presença de moléculas especificas (p.e. endotelinas) Células das cristas neurais

12 Diferenciação celular As células das cristas neurais tem plasticidade celular que é influenciada pelo microambiente, levando à sua diferenciação. Estas células multipotentes vão sofrer processos de diferenciação até se tornarem num tipo de células derivadas das cristas neurais.

13 Factores de crescimento que influenciam a diferenciação Factores de crescimentoFunção A proteína morfogenética do osso 2 (BMP2), o fator neurotrófico derivado de célula glial (GDNF) e o ácido retinóico (RA) diferenciação neuronal TGF1músculo liso fator de crescimento glial (GGF)diferenciação glial endotelina 3 (ET3)diferenciação melanogênica fator de crescimento de fibroblasto 2 (FGF2), diferenciação de cartilagem

14 Endotelina 3 Endotelinas são peptídeos que auxiliam a migração das células das cristas neurais; A endotelina 3 (ET3) e o seu recetor B (ETRB) são essenciais para o desenvolvimento dos melanócitos e uma parte do sistema nervoso autónomo; Tratamentos com ET3 são altamente mitogénicos para a população das células da CN indiferenciadas;

15 Ácido retinóico Em embriões o ácido retinóico é sintetizado na mesoderme pela molécula, RALDH2. Durante o desenvolvimento dos embriões, o ácido retinóico é gerado em uma região específica do embrião que ajuda a determinar a posição ao longo do eixo de crescimento servindo como um sinalizador molecular que guia o desenvolvimento de porções posteriores do embrião. Promovem renovação celular, estimulam a formação de colágeno, reorganizam as fibras elásticas danificadas pela exposição solar e melhoram a irrigação sanguínea da pele. Regula a expressão dos genes HOX, consoante a sua concentração.

16 Genes Hox (Homeobox) Os genes Hox são um conjunto de genes que controlam o desenvolvimento do embrião ao longo do eixo anterior-posterior. As proteínas codificadas pelos genes Hox são factores de transcrição que irão regular a transcrição, e logo a expressão de outros genes. Nos seres humanos os genes Hox estão presentes nos cromossomas 2, 7, 12 e 17. Os genes Hox são de particular importância para a diferenciação dos sómitos e das células das cristas neurais. Curiosidade: Existe um polimorfismo comum no gene HOXA1 associado a uma susceptibilidade a desenvolver distúrbios do espectro autista. Localização do gene HOXA1 no cromossoma 7

17 Região cefálica As células das cristas neurais da região cefálica migram para cada um dos arcos branquiais. A crista neural cefálica preenche a face e os arcos branquiais originando os ossos, a cartilagem, os nervos e o tecido conectivo – forma maioritariamente células de linhagem mesodérmica.

18 Precursores Na região cefálica… Entre linhagens neurais e mesectoderme com a identificação de um precursor multipotente comum para neurónio, glia, melanócito e cartilagem. E de dois precursores altamente multipotentes: um originando glia, melanócito, miofibroblasto e cartilagem, e outro originando glia, neurónio, melanócito e miofibroblasto.

19 Bibliografia SCHOENWOLF, Gary C., Larsen's Human Embryology. 4 ed. Churchill Livingstone, 2008 SADLER, Thomas W. Langman's Medical Embryology, Lippincott Williams & Wilkins; Eleventh, North American, 20 ed., 2009 Gilbert SF. Biologia do Desenvolvimento. 5th ed.: FUNPEC Editora; DUPIN E, REAL C, LeDOUARIN N. The neural crest stem cells: control of neural crest cell fate and plasticity by endothelin-3. An. Acad. Bras. Cienc. 2001; 73 ORahilly R, Müller F. The development of the neural crest in the human. J. Anat. 2007; 211 (335– 351) Donoghue PCJ, Graham A, Kelsh RN. The origin and evolution of the neural crest. Europe PMC Funders Group June MINA GOUTI, James Briscoe, Anthony Gavalas. Anterior Hox Genes Interact with Components of the Neural Crest Specification Network to Induce Neural Crest Fates. STEM CELLS 2011;29:858– 870 RONIT LAHAV, Elisabeth Dupin, Laure Lecoin, Endothelin 3 selectively promotes survival and proliferation of neural crest-derived glial and melanocytic precursors in vitro, The National Academy of Sciences, 1998, ANTONIO VITOBELLO et al. Hox and Pbx Factors Control Retinoic Acid Synthesis during Hindbrain Segmentation. Dev Cell April 19; 20(4): 469–482


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