Resumen de BMP4 regulation of sensory organ development in the chick inner ear
El oído interno de los vertebrados contiene todos los tipos celulares necesarios para la función auditiva y vestibular. Dichas funciones son llevadas a cabo por las células ciliadas, un tipo de mecanotransductores que se localizan en especializaciones epiteliales denominadas órganos sensoriales. Durante el desarrollo embrionario, los órganos sensoriales se originan en lugares precisos de la vesícula ótica, una estructura epitelial hueca que se forma a partir del ectodermo cefálico próximo al tubo neural. Dichas regiones se denominan parches prosensoriales, y contienen los progenitores de células ciliadas. Desde etapas tempranas del desarrollo los parches prosensoriales pueden ser identificados por la expresión diferencial de algunos genes. En particular, el gen Bmp4 codifica para una proteína de señalización extracelular que cumple importantes funciones durante el desarrollo embrionario de varios tejidos, y se expresa en forma restringida en las regiones prosensoriales del oído interno de pollo. Sin embargo, la función de Bmp4 en el desarrollo de los tipos celulares que componen los órganos sensoriales es desconocida. En este trabajo de tesis nos planteamos analizar la función de BMP4 en este proceso utilizando un modelo de vesículas óticas aisladas de embriones de pollo. Este sistema nos permite cultivar las vesículas en presencia de diferentes concentraciones de BMP4, o utilizando inhibidores de su acción, como la proteína Noggin. Nuestros resultados indican que la inhibición con Noggin de la actividad BMP4 en cultivo produce un aumento en el tamaño de los parches prosensoriales, y un incremento de la producción de células ciliadas. Noggin no afecta significativamente la tasa de proliferación de los progenitores, y sus efectos sobre la producción de células ciliadas son detectados rápidamente, sugiriendo que BMP4 regula directamente la determinación celular de progenitores a células ciliadas. Por el contrario, un exceso de BMP4 produce una disminución en número de células ciliadas generadas, así como del tamaño del territorio prosensorial y del número de células proliferativas dentro del parche. Este efecto es dedibo a un aumento de la muerte celular que ocurre específicamente en los progenitores óticos. También analizamos la expresión de genes de la familia Id, cuya transcripción es estimulada directamente por BMP4 en otros sistemas, y estudiamos la regulación de los mismos por BMP4 en el oído interno. Tres de los cuatro miembros de la familia, Id1-2-3, se expresan en progenitores prosensoriales, pero su expresión es inhibida en las célualas ciliadas. Análisis con vesículas óticas en cultivo muestran que la transcripción de Id1-3 es aumentada en presencia de BMP4 exógeno, e inhibida en presencia de Noggin, sugiriendo que estos genes son parte de la maquinaria celular por la cual BMP4 regula la producción de células ciliadas. Finalmente, analizamos también la expresión de genes de la familia BTG, que están involucrados en diferenciación neural y salida del ciclo celular. Al menos dos miembros, Btg1 y Btg2 se expresan en los progenitores prosensoriales. En particular, Btg2 se expresa en progenitores sensoriales vestibulares en etapas tempranas, y su expresión disminuye en las células ciliadas. Btg1 se expresa expresa en las células de soporte y en las neuronas sensoriales en diferenciación.
