El desarrollo de las extremidades en los vertebrados es un área de investigación activa tanto en la biología del desarrollo como en la evolutiva , con gran parte del último trabajo centrado en la transición de la aleta a la extremidad . [1]
La formación de las extremidades comienza en el campo morfogenético de las extremidades , a medida que las células mesenquimatosas del mesodermo de la placa lateral proliferan hasta el punto de que hacen que el ectodermo sobresalga y forme un brote de la extremidad . El factor de crecimiento de fibroblastos (FGF) induce la formación de un organizador al final del brote de la extremidad, llamado cresta ectodérmica apical (AER), que guía el desarrollo posterior y controla la muerte celular . La muerte celular programada es necesaria para eliminar las membranas entre los dedos .
El campo de las extremidades es una región especificada por la expresión de ciertos genes Hox , un subconjunto de genes homeóticos y factores de transcripción T-box : Tbx5 para el desarrollo de las extremidades anteriores o las alas, y Tbx4 para el desarrollo de las patas o las extremidades posteriores. El establecimiento del campo de las extremidades anteriores (pero no el campo de las extremidades posteriores) requiere la señalización del ácido retinoico en el tronco en desarrollo del embrión del que emergen los brotes de las extremidades. [2] [3]Además, aunque el exceso de ácido retinoico puede alterar el patrón de las extremidades al activar ectópicamente la expresión de Shh o Meis1/Meis2, los estudios genéticos en ratones que eliminan la síntesis de ácido retinoico han demostrado que la AR no es necesaria para el patrón de las extremidades. [4]
El brote de la extremidad permanece activo durante gran parte del desarrollo de la extremidad, ya que estimula la creación y la retención de retroalimentación positiva de dos regiones de señalización: el AER y su posterior creación de la zona de actividad polarizante (ZPA) con las células mesenquimales . [5] Además del eje dorsal-ventral creado por la expresión ectodérmica de señales Wnt7a y BMP competitivas respectivamente, estos centros de señalización AER y ZPA son cruciales para la formación adecuada de una extremidad que esté correctamente orientada con su correspondiente polaridad axial en el organismo en desarrollo. [6] [7]Debido a que estos sistemas de señalización sostienen recíprocamente la actividad de los demás, el desarrollo de las extremidades es esencialmente autónomo una vez que se han establecido estas regiones de señalización. [5]
La formación de las extremidades comienza en el campo morfogenético de las extremidades . La formación de las extremidades resulta de una serie de interacciones tisulares recíprocas entre el mesénquima del mesodermo de la placa lateral y las células epiteliales derivadas del ectodermo suprayacente . Las células del mesodermo de la placa lateral y el miotoma migran al campo de la extremidad y proliferan hasta el punto de que hacen que el ectodermo sobresalga y forme el brote de la extremidad . Las células de la placa lateral producen las porciones cartilaginosas y esqueléticas de la extremidad, mientras que las células del miotoma producen los componentes musculares .
Las células mesodérmicas de la placa lateral secretan factores de crecimiento de fibroblastos ( FGF7 y FGF10 ) para inducir al ectodermo suprayacente a formar un organizador al final del brote de la extremidad, llamado cresta ectodérmica apical (AER), que guía el desarrollo posterior y controla la muerte celular . [8] El AER secreta más factores de crecimiento FGF8 y FGF4 que mantienen la señal de FGF10 e inducen la proliferación en el mesodermo. [ cita requerida ] La posición de la expresión de FGF10 está regulada por dos vías de señalización de Wnt :Wnt8c en la extremidad posterior y Wnt2b en la extremidad anterior. El miembro anterior y el miembro posterior se especifican por su posición a lo largo del eje anterior/posterior y posiblemente por dos factores de transcripción : Tbx5 y Tbx4 , respectivamente. [9] [10]