Estudios de trasplante

Developmental Biology

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Summary

Muchos biólogos del desarrollo están interesados en las señales moleculares y las interacciones celulares que inducen a un grupo de células en un tejido particular. Para investigar esto, los científicos pueden utilizar una técnica clásica conocida como trasplante, que implica el tejido de un embrión de donante siendo suprimida e injertados en un embrión de host. Observando cómo los tejidos trasplantados desarrollan en entornos host, los científicos han comenzado a diseccionar las vías moleculares que subyacen el desarrollo.

En este video, primero miramos el papel de las interacciones celulares en desarrollo y pasar a un protocolo básico de trasplante. Finalmente, se discuten algunos estudios específicos de desarrollo utilizando esta técnica, que examine el efecto del trasplante de tejido sobre el destino del tejido donante y huésped.

Cite this Video

JoVE Science Education Database. Fundamentos de la biología del desarrollo. Estudios de trasplante. JoVE, Cambridge, MA, (2017).

Los científicos en el campo de la biología de desarrollo usan estudios de trasplante como una herramienta para investigar interacciones celulares que se requieren para la correcta organogénesis. En este procedimiento, tejido embrionario es cuidadosamente disecado de un donante y trasplantado a un host durante la embriogénesis temprana. Embriones de host entonces se examinan para determinar cómo influye el patrón de desarrollo en el tejido trasplantado.

Este video le proporcionará una visión general de las interacciones celulares durante la organogénesis, un protocolo general de trasplante y finalmente algunas de las muchas aplicaciones prácticas de esta técnica útil.

Antes de adentrarnos en cómo realizar trasplantes, permite examinar brevemente algunos principios de estudiar las interacciones celulares durante la organogénesis. Los órganos son estructuras complejas de muchos tipos de células que deben trabajar juntos para generar un sistema de funcionamiento.

Durante el desarrollo, cada tipo celular tiene un papel como el inductor o el respondedor. El inductor es un tejido que produce una señal, altera el comportamiento de otro tejido y a menudo determina su destino, mientras que el respondedor es un tejido que recibe la señal desde el inductor. Todo este proceso es conocido como la inducción de tejido. Patrones de expresión génica va a determinar que las células son respondedores, ya que las proteínas de superficie celular apropiado deben estar presentes para recibir e interpretar señales.

Estudios de trasplante son una forma de investigar la inducción de tejido. Células del donante pueden trasplantarse en la sede en una ubicación diferente para ver cómo alterar las señales presentes en el entorno celular cambia su destino. Alternativamente, pueden ser trasplantados genéticamente diversos tejidos entre dos puntos análogos para evaluar cómo genes afecta el desarrollo.

Ahora que sabemos un poco más acerca de los trasplantes, vamos a ver algunas preparaciones que pueden ser necesarias para llevar a cabo esta técnica.

En primer lugar, preparar las herramientas necesarias para las técnicas quirúrgicas microscópicas. Herramientas comúnmente usadas incluyen agujas de tungsteno, que llama-se pulen a un punto agudo, o agujas de cristal fina de tubos capilares. Además, según el organismo que estará trabajando con un molde de estabilización puede ser necesario. Esto ayuda a estabilizar el organismo en el lugar durante el procedimiento de trasplante.

Puede utilizarse una serie de organismos modelo en los estudios de trasplante. Aquí, brevemente describiremos el procedimiento utilizando un sistema de polluelo de codorniz. El primer paso es eliminar el embrión de donante del huevo y coloque en un plato para la disección. A continuación, con un microscopio de disección, el tejido de interés es cuidadosamente suprimido de donante y colocado en solución apropiada y en hielo hasta que el host está listo para recibir el trasplante.

El anfitrión se prepara de la misma manera como el donante. Suprimir cuidadosamente el tejido anfitrión, creando un sitio del injerto equivalente al tamaño del tejido donante. Tejido del donante se coloca en posición y asegurado el sitio del injerto de host. Finalmente, el embrión se encuentra colocado en condiciones que imitan su entorno natural y permitieron para desarrollar hasta que se cumple la edad deseada. Inducción de tejido entonces puede ser estudiada mediante diversas técnicas histológicas y microscópicas.

Ahora que hemos pasado sobre un método general de realizar trasplantes, examinemos algunas aplicaciones posteriores de esta técnica.

Estudios de trasplante pueden utilizarse para investigar los genes que intervienen en la conducción de una célula hacia un destino particular del tejido. En este experimento, una capa de células, conocido como el casquillo animal, expresando el gen de interés fue trasplantada en el flanco de un embrión de Xenopus . Tras un periodo de incubación, una estructura en forma de ojo vio convertirse en el sitio de trasplante, lo que sugiere que el gen de interés puede dirigir a una población de células madre hacia un destino celular retiniana.

Estudios de trasplantes también pueden ser utilizados para examinar cómo un grupo de células puede cambiar el destino del tejido anfitrión a través de las interacciones célula-célula. En este experimento, investigadores suprimir la estructura embrionaria llamada nodo de Hensen, también conocido como el "nudo primitivo" o el "organizador", desde el embrión de pollo de donantes y trasplantes a una región de ingenuo en un embrión de pollo de host. Observa que el nodo de Hensen trasplantado forma una notocorda de miniatura, lo que sugiere que las señales del tejido donante habían guiado del tejido anfitrión hacia un destino neural.

Aprovechando las diferencias estructurales entre la codorniz y el pato, los investigadores realizan trasplantes para evaluar patrones específicos para cada especie. Aquí, los investigadores crean un "quck" tomando una población celular específica conocida como la cresta neural de una codorniz y trasplantarlo en un pato. Debido a las diferencias genéticas, los investigadores pueden evaluar contribución de nervios de la cresta de la codorniz en el organismo desarrollado.

Sólo has visto video de Zeus en los estudios de trasplante. Este video proporciona una visión general de las interacciones celulares durante la organogénesis, una breve introducción a realizar trasplantes y algunas de las muchas aplicaciones prácticas de esta técnica en el campo de la biología del desarrollo. ¡Como siempre, gracias por ver!

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