Migración de células germinales primordiales

La migración de las células germinales primordiales (CGP) es el proceso de distribución de las células germinales primordiales por todo el embrión durante la embriogénesis .

Las células germinales primordiales se encuentran entre los primeros linajes que se establecen en el desarrollo ^{[ 1 ]} y son las precursoras de los gametos . ^{[ 2 ]} Se cree que el proceso de migración de las células germinales primordiales en sí se ha conservado más que los mecanismos específicos dentro del mismo, ya que la quimioatracción y la repulsión parecen haber sido tomadas prestadas de las células sanguíneas , las neuronas y el mesodermo . ^{[ 1 ]} Para la mayoría de los organismos, la migración de las CGP comienza en la parte posterior (extremo posterior) del embrión.

Este proceso es en la mayoría de los casos distinto de la proliferación de PGC , con la excepción de los mamíferos en los que ambos procesos ocurren al mismo tiempo. En la mayoría de los mamíferos, la especificación ocurre primero, seguida de la migración , y luego el proceso de proliferación comienza en las gónadas . ^{[ 1 ]} Las PGC interactúan con una amplia gama de tipos celulares a medida que se mueven desde el epiblasto hacia las gónadas. ^{[ 1 ]} Las PGC se mueven pasivamente (sin necesidad de energía) con las células somáticas subyacentes , cruzan barreras epiteliales y responden a señales de su entorno durante la migración activa. ^{[ 3 ]} Un epitelio debe ser cruzado en muchas especies durante la migración de células germinales, y se observan cambios en la adhesión en las PGC durante su salida del endodermo y durante el inicio de la migración activa. ^{[ 3 ]} La migración activa tiene lugar cuando las PGC se mueven hacia la gónada somática en desarrollo. ^{[ 3 ]} La migración efectiva requiere elongación y polaridad celular . ^{[ 1 ]} Se requieren señales de guía ambiental para que las PGC inicien y mantengan su movilidad. ^{[ 3 ]} Se activan vías moleculares específicas para dar motilidad a las PGC. ^{[ 2 ]}

En Drosophila , se estima que todo el proceso de migración dura 10 horas. ^{[ 4 ]} Comienza con la formación de las CGP; a partir de núcleos en división que quedan rodeados por membranas celulares , lo que ocurre en el polo posterior del embrión. ^{[ 5 ]} La división de los núcleos se detiene una vez que tienen una membrana celular. ^{[ 3 ]} También se cree que el proceso de transcripción de las CGP se suprime activamente una vez formadas. ^{[ 3 ]}

En Drosophila, la migración de las PGC comienza con un movimiento pasivo a lo largo del lado dorsal del embrión, durante la gastrulación . ^{[ 4 ]} A esto le sigue un movimiento más pasivo, debido a la invaginación del primordio del intestino medio posterior , que lleva a las PGC en el centro del embrión, rodeadas de células epiteliales que se han plegado sobre sí mismas. ^{[ 4 ]} Luego hay una división en dos grupos, izquierdo y derecho respectivamente, a medida que migran activamente lateralmente a través del epitelio para salir del intestino, facilitado por la señalización del factor de crecimiento de fibroblastos (FGF) y un mecanismo basado en la repulsión que utiliza enzimas codificadas por el gen Wunen . ^{[ 3 ] [ 4 ] [ 6 ]} A esto le sigue un movimiento activo dorsalmente a lo largo del lado basal del embrión. ^{[ 4 ]} A través de la migración direccional, que requiere múltiples genes para funcionar, uno de los cuales es el gen Columbus (clb), que codifica la HMG CoA reductasa de Drosophila , las células germinales se mueven hacia las células precursoras gonadales somáticas y se asocian con ellas. ^{[ 3 ] [ 6 ]} Estos dos tipos de células asociadas migran juntas anteriormente , hasta que se fusionan en la gónada embrionaria en el futuro sitio de la gónada madura. ^{[ 4 ]}

En el desarrollo de los vertebrados , la ubicación donde se especifican las células germinales primordiales y las rutas migratorias subsiguientes que siguen difieren entre especies. ^{[ 1 ]}

Las PGC se describen como las células especializadas en el desarrollo embrionario temprano , responsables de alcanzar la gónada en desarrollo. ^{[ 3 ] [ 9 ]} Sin embargo, durante su migración, se observa heterogeneidad en el comportamiento celular debido a cambios en la morfología celular desde el momento de la especificación hasta la colonización. ^{[ 3 ]} Al final de la migración de las PGC, alrededor del 5% de las células migratorias permanecen fuera de la gónada y posteriormente sufren apoptosis. ^{[ 10 ]}

La ruta apoptótica durante el período migratorio ocurre a través de una vía intrínseca; sin embargo, la eliminación de las CGP puede ser infructuosa y resultar en la formación de tumores conocidos como teratomas , derivados de las tres capas germinales . ^{[ 1 ] [ 11 ]} Las mutaciones en los oncogenes Pten, CyclinD1, Dmrt1 y Dnd1 en ratones resultaron en teratomas testiculares, y las variantes están relacionadas con los mismos tumores en humanos. ^{[ 1 ]} La formación de tumores ( neoplasias ) a partir de gonocitos fetales sugiere que son incapaces de mantener la detención proliferativa y la resistencia a una mayor diferenciación. ^{[ 1 ]}

Aun así, el origen de estos teratomas podría ser distinto del de las PGC que fallan en la migración. ^{[ 12 ]} Los tumores de células germinales extragonadales (TCG) evolucionan debido a una lesión a lo largo de la línea media del cuerpo, antes del movimiento migratorio de las PGC a través del intestino posterior y el mesenterio medial hacia las gónadas. ^{[ 3 ]} Por lo tanto, los TCG humanos se originan a partir de células madre embrionarias tempranas y la línea germinal , y a diferencia de la mayoría de los tumores, rara vez tienen mutaciones somáticas , sino que están impulsados ​​por un control fallido de su potencial de desarrollo, lo que resulta en su reprogramación. ^{[ 3 ]}