ETHANOL EXPOSURE DISRUPTS CRANIAL NEURAL CREST MIGRATION AND PRIMARY CILIA IN DEVELOPING ZEBRAFISH EMBRYOS

Doctoral thesis Spanish; Castilian OPEN
BORIC BRENET, KATICA ANDREA ; BORIC BRENET, KATICA ANDREA (2012)

Durante el desarrollo temprano la exposición a etanol (EtOH) puede causar el Síndrome de Alcohol Fetal (SAF), el cual afecta estructuras craneofaciales (CF) y partes del sistema nervioso (SN), ambos derivados de las células de la cresta neural craneal (CCNC). Por lo tanto, proponemos que la migración de las CCNC se ve afectada por la exposición a EtOH. Para determinar si la exposición a EtOH altera la migración celular, incubamos embriones de pez cebra durante 20 horas usando concentraciones de 100 y 200 mM de EtOH. Mediante el uso de microscopía confocal (Spinning disc) realizamos análisis in vivo de la migración de las CCNC utilizando embriones sox10:EGFP. Cuantificar los cambios en las dinámicas migratorias en poblaciones de CCNC fue uno de los desafíos principales de este trabajo. Para realizar estos análisis, modificamos un programa ya existente denominado Flujo Óptico (FO). Desarrollamos un novedoso método de detección de movimiento en secuencias de imágenes que combina el análisis por FO con el posterior ajuste a la transformación Affine; a través de este método fuimos capaces de demostrar que el tratamiento con EtOH afecta significativamente los patrones de migración de poblaciones de CCNC al reducir la magnitud de los movimientos celulares y alterar la direccionalidad de los movimientos celulares en los embriones tratados. El aumento de la muerte celular en las crestas neurales es la causa más aceptada como inductor de las alteraciones CF. No obstante, en nuestros resultados no observamos un incremento en la muerte celular de las CCNC, por lo tanto sugerimos que las malformaciones CF son inducidas por una migración aberrante más que por un incremento en la muerte celular de estas células. Las CCNC premigratorias comparten un borde común con los precursores de la placoda olfatoria (PPO). Debido a esto, nosotros proponemos que tanto la migración de los PPO como las CCNC se ven afectadas por la exposición a EtOH. Los patrones de expresión de los genes de la vía de señalización de quimioquinas, necesarias tanto para la formación de la placoda olfatoria (PO) como para la migración de las CCNC, fueron investigadas por medio de hibridación in situ. La exposición a EtOH resulta en la desorganización del patrón de expresión de los genes de la vía de las quimioquinas, alterando la formación de la PO y la migración de las CCNC. La vía de señalización del gen Shh, involucrado en la formación de patrones CF también se ve alterado por la exposición a EtOH. Dado que los Cilios Primarios (CP) son importantes en la traducción de morfógenos y también tienen un rol en la migración de CCNC y en la formación CF, investigamos si es que el EtOH tiene un efecto sobre su estructura. Para esto, utilizamos técnicas de inmunocitoquímica y microscopía electrónica. Sorprendentemente encontramos que el EtOH reduce el número de CP en CCNC Sox10:EFGP positivas y altera su ultraestructura en CCNC. La alteración de los CP en las CCNC de embriones tratados con EtOH, podría explicar los defectos en los patrones de migración de las CCNC observados, así como también las malformaciones CF y alteraciones neurológicas de los pacientes con SAF. Por lo tanto, en esta tesis hemos desarrollado un nuevo programa para analizar los movimientos de poblaciones celulares y hemos identificado un novedoso mecanismo que explicaría los defectos CF y del SN producidos por EtOH y otros agentes teratogénicos que se encuentran en el medio ambiente.
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