La gastrulación

La gastrulación establece los tres tejidos primarios de un embrión: el ectodermo, el mesodermo y el endodermo. Este proceso de desarrollo se basa en una serie de intrincados movimientos celulares, que en los seres humanos transforma un disco plano, “disco bilaminar” compuesto de dos láminas celulares en una estructura de tres niveles. En el embrión resultante, el endodermo sirve como la capa inferior, y apilado directamente por encima de él está el mesodermo intermedio, y luego el ectodermo superior. Respectivamente, estos estratos de tejido formarán los componentes de los sistemas gastrointestinal, musculoesquelético y nervioso, entre otros derivados.

Comparación de la gastrulación entre especies

Dependiendo de la especie, la gastrulación se logra de diferentes maneras. Por ejemplo, los embriones tempranos de ratón tienen una forma única y aparecen como “embudos” en lugar de discos planos. Por lo tanto, la gastrulación produce un embrión cónico, dispuesto con una capa interna de ectodermo, una externa de endodermo y el mesodermo intercalado (similar a las capas de un cono de helado). Debido a esta característica morfológica distintiva de los ratones, algunos investigadores estudian otros modelos, como el conejo o el pollo, ambos como estructuras planas, para obtener información sobre el desarrollo humano.

La marca primitiva y el nodo

Una de las principales características morfológicas de la gastrulación aviar y de mamíferos es la estría primitiva, un surco que aparece por el centro vertical del embrión, y a través del cual las células migran para establecer el mesodermo y el endodermo. En la punta del surco se encuentra otra estructura importante, que se denomina nodo, que aparece como una hendidura cónica. Las células que migran a través del nodo no sólo contribuyen a los músculos y tejidos conectivos de la cabeza, sino que también forman una estructura mesodérmica transitoria llamada notocorda (futura médula espinal) que desempeña un papel clave en la dirección del desarrollo de ciertas neuronas. Además, el nodo también “organiza” el desarrollo en el embrión, debido a las señales que produce. Por ejemplo, las proteínas de cordina y nogina que emanan del nodo ayudan a dirigir el ectodermo cercano para formar tejido neural. De hecho, si un nodo de ratón se extrae y se trasplanta en otro embrión de ratón, puede generar parcialmente un segundo eje neural, con pliegues neurales.

Trazado de los movimientos y destinos de las células

Dado que la gastrulación se basa en intrincados movimientos celulares para generar las tres capas de tejido, los investigadores también han rastreado dicha migración mediante la inyección de colorante en células de organismos modelo y el posterior cultivo de embriones. Junto con la microscopía de lapso de tiempo, estas técnicas han revelado que en el pollo, las células de epíblasto se ven arrastradas a la estría primitiva mediante movimientos circulares de barrido, y se han demostrado patrones similares de migración en el conejo. Estas técnicas también se han extendido no sólo para ver cómo las células se desplazan durante la gastrulación, sino también para rastrear los tipos de tejido que las células etiquetadas pasarán a formar, generando detallados “mapas de destino” de los primeros embriones.