Tecnologia Científica

Estudo identifica o gatilho para o desenvolvimento do eixo 'cabeça a cauda' no embrião humano
As descobertas fornecem a primeira evidência de que um grupo de células fora do embrião, conhecido como hipoblasto, envia uma mensagem ao embrião que inicia o desenvolvimento do eixo do corpo cabeça-cauda.
Por Universidade de Cambridge - 17/06/2021


Um embrião humano no laboratório, 9 dias após a fertilização. O hipoblasto (um grupo de células fora do embrião principal) envia uma mensagem ao embrião que inicia o desenvolvimento do eixo do corpo cabeça-cauda. Usando a análise de imunofluorescência, o hipoblasto é mostrado em verde - essas células são distribuídas de forma assimétrica. Uma cavidade é visível no centro do embrião marcada pela secreção de podocalixina (vermelha) e acúmulo de F-actina (branca). Os núcleos são corados de azul. Crédito: Universidade de Cambridge

Os cientistas identificaram eventos moleculares importantes no embrião humano em desenvolvimento entre os dias 7 e 14 - um dos estágios mais misteriosos, embora críticos, de nosso desenvolvimento.

A segunda semana de gestação representa um estágio crítico do desenvolvimento embrionário , ou embriogênese. A falha de desenvolvimento durante este período é uma das principais causas da perda precoce da gravidez. Saber mais sobre isso ajudará os cientistas a entender como isso pode dar errado e a tomar medidas para consertar os problemas.

O período de pré-implantação, antes dos implantes de embriões em desenvolvimento no útero da mãe, foi estudado extensivamente em embriões humanos no laboratório. No sétimo dia, o embrião deve se implantar no útero para sobreviver e se desenvolver. Muito pouco se sabe sobre o desenvolvimento do embrião humano uma vez que se implanta, porque se torna inacessível para estudo.

Trabalho pioneiro da professora Magdalena Zernicka-Goetz e sua equipe desenvolveram uma técnica, relatada em 2016, para cultivar embriões humanos fora do corpo da mãe após a implantação. Isso permitiu que embriões humanos fossem estudados até o dia 14 de desenvolvimento pela primeira vez .

Em um novo estudo, a equipe colaborou com colegas do Instituto Wellcome Sanger para revelar o que acontece no nível molecular durante este estágio inicial da embriogênese. Suas descobertas fornecem a primeira evidência de que um grupo de células fora do embrião, conhecido como hipoblasto, envia uma mensagem ao embrião que inicia o desenvolvimento do eixo do corpo cabeça-cauda.

Professora Zernicka-Goetz no laboratório. Crédito: Universidade de Cambridge

Quando o eixo do corpo começa a se formar, a estrutura simétrica do embrião começa a mudar. Uma extremidade torna-se comprometida em se desenvolver na extremidade dianteira e a outra na "cauda".

Os novos resultados, publicados hoje na revista Nature Communications , revelam que os sinais moleculares envolvidos na formação do eixo corporal apresentam semelhanças com os dos animais, apesar de diferenças significativas no posicionamento e organização das células.
 
"Nós revelamos os padrões de expressão gênica no embrião em desenvolvimento logo após ele se implantar no útero, que refletem as múltiplas conversas que acontecem entre diferentes tipos de células conforme o embrião se desenvolve nesses estágios iniciais", disse a professora Magdalena Zernicka-Goetz no Departamento de Fisiologia, Desenvolvimento e Neurociências da Universidade de Cambridge, e autor sênior do relatório.

Ela acrescentou: "Estávamos procurando a conversação do gene que permitirá que a cabeça comece a se desenvolver no embrião e descobrimos que foi iniciada por células no hipoblasto - um disco de células fora do embrião. Eles enviam a mensagem ao embrião adjacente células, que respondem dizendo 'OK, agora vamos nos colocar de lado para nos desenvolvermos na extremidade da cabeça.' "

O estudo identificou as conversas de genes no embrião em desenvolvimento, sequenciando o código em milhares de moléculas de RNA mensageiro feitas por células individuais. Eles capturaram o perfil molecular em evolução do embrião em desenvolvimento após a implantação no útero, revelando a perda progressiva de pluripotência (a capacidade das células embrionárias de dar origem a qualquer tipo de célula do futuro organismo) conforme o destino de diferentes células é determinado.

"Nosso objetivo sempre foi permitir insights sobre o desenvolvimento do embrião humano em um prato, para entender como nossas vidas começam. Combinando nossa nova tecnologia com métodos de sequenciamento avançados, investigamos mais profundamente as principais mudanças que ocorrem neste estágio incrível. do desenvolvimento humano, quando tantas gestações infelizmente falham ", disse Zernicka-Goetz.

 

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