Integrantes: -Luis Avendaño-Gabriela Daza-Javiera Reyes-Belén Vera

Aspectos moleculares en la formación de la cara y del

paladarMaría Angélica Montenegro & María Rojas

Resúmen

• En mamíferos la adhesión y la fusión de los procesos faciales y palatinos son mecanismos esenciales en el desarrollo del paladar primario y secundario. La falta de cualquiera de estos procesos

Introducción• Alteraciones en la formación de cara y paladar

en la especie humana dan como resultado malformaciones como fisura palatina o labio leporino.

• La fisura palatina y labio leporino, son malformaciones relativamente frecuentes en la especie humana.

• Las incidencias a nivel mundial sugieren que existe un importante componente racial.

• En Sudamérica se observa mayor incidencia del área andina y menores en países atlánticos.

• En Chile se ha encontrado alta incidencia y mayor en las poblaciones con componentes indígenas elevados.

• La formación del paladar de ratón, es un buen modelo a analizar.

• Se desarrolla relativamente tarde en la embriogenesis y puede ser disecado y cultivado en medios quimicamente definidos.

Desarrollo normal de la cara y paladar primario.

• En los vertebrados la cara se forma de manera similar :

• A partir de procesos maxilares, nasales medios, nasales laterales, los cuales se contactan y se fusionan formando una lamina epitelial media, que desaparece para establecer confluencia de tejido mesenquimatico.

Corte coronal de cara de embrión de ratón que muestra la lámina epitelial media entre los procesos maxilares y nasales medios. Tinción: H-E. 40X

• En el pollo la fusión del labio es similar a la del paladar de ratón, también hay apoptosis de las células superficiales y la fusión involucra 2 eventos:

•Adherencia de los epitelios opuestos con formación de desmosomas

•Transformación epitelio-mesénquima (TEM) de la lámina epitelial y confluencia del tejido mesenquimático.

Destino del epitelio palatino medio del paladar secundario

El destino del epitelio palatino medio durante la fusión, involucra varios procesos:

• -Apoptosis de las células superficiales del periderma.

• -Adhesión de las células epiteliales basales para formar una lámina epitelial media.

• -Transformación de las células de la lámina epitelial en células mesenquimáticas.

• -Migración de las células epiteliales de los extremos de la lámina, a los epitelios oral y nasal.

• Los mecanismos involucrados en estos procesos serían diferentes y podrían ser afectados de manera diferente por la acción de teratógenos.

• Se confirmo que la apoptosis ocurre sólo en las células peridérmicas, esta sólo contribuye a la fusión palatina removiendo el periderma para un contacto más eficiente entre las células basales

•antes de la adherencia, se necesita remover el periderma, para que se formen uniones entre las células basales opuestas. Los desmosomas forman una fusión fuerte, con presencia de caderina-E.

• La adhesión inicial está relacionada con la aparición de ciertos cambios en la superficie epitelial justo antes del contacto.

• En la superficie apical del epitelio palatino medio, aparecen protuberancias, filopodios y un coat formado por el proteoglicano de condroitínsulfato (CSPG), que permite aumentar la adhesión entre los procesos.

• Durante la TEM las células pierden sus uniones celulares, degradan la lámina basal y protruyen a través de ella. Extienden numerosos filopodios desde su superficie basal hacia el mesénquima subyacente, se amplían los espacios entre ellas y adoptan la morfología de fibroblasto. Dejan de expresar citoqueratinas y empiezan a sintetizar vimentina. Esto incluye producción de metaloproteinasas para remover la lámina basal

• La adhesión se modifica fuertemente si se altera la síntesis de CSPG in vitro, con inhibidores como el ß-xiloside o con su digestión específica con condroitinasa AC.

D e s a r r o l l o d e l p a l a d a r s e c u n d a r i o

Origen:

• El paladar secundario se forma a partir de 3 esbozos:– Paladar primario: Originado a partir del

componente palatino, uno de los tres elementos de segmento intermaxilar.

– Procesos palatinos del paladar secundario(2): Formados gracias a células mesenquimáticas que migran a la cavidad oral primaria en conjunto con el epitelio cráneo-faríngeo

Aparición de las crestas palatinas• Las crestas crecen

en sentido vertical a ambos lados de la lengua (sexta semana)

Unión de las crestas palatinas al paladar primario• Ascenso de las

crestas hasta una posición horizontal sobre la lengua(séptima semana)

Fusión de ambas crestas palatinas• Crecimiento del

tabique nasal hacia inferior

• Unión del tabique nasal con la superficie cefálica del paladar (séptima semana)

Fusión de los procesos palatinosLámina epitelial media ( 12 hrs)

Formado por la fusión y adhesión del tejido epitelial de ambos procesos.

Características E.P.M:BiestratificadoCapa basal: Células CúbicasCapa Superficial: Células superficiales aplanadas del periderma.

Apoptósis(Células del

periderma medio)

Formación de desmosomas

Lámina epitelial media

Adelgazamieto de la lamina

media

Ruptura en islotes y extensión de

fillópodos

Transformación de la lamina epitelial a

células mesenquimáticas

Continuidad del tejido mesenquimático (9ª

semana)Proceso mediado por moléculas sensibles a los teratógenos (fisura palatina)

Fisura palatina ancestral a paladar fusionado

• Aves y reptiles (lagartijas) Fisura palatina – Origen: Procesos maxilares. Fisura palatina natural

• Anfibios y otros reptiles Paladar 1° más desarrollados– Origen: Procesos nasales medios

Función de factores de transcripción en la formación del Paladar primario, secundario y

labio.

Formación del paladar secundarioFactor TGB-3 (Factor de crecimiento transformante B-3)

• Promueve la palatogénesis ,es decir, fusión del paladar secundario. Induce la TEM y confluencia mesenquemática de procesos palatinos de pollo.

• Se encuentra en el epitelio de los procesos palatinos desde el inicio hasta que el epitelio desaparece.

• La fusión ocurre en dos procesos:1. Adherencia de los epitelios medios

para formar una lámina epitelial con desmosomas y condroitínsulfato.

2. Transformación epitelio mesenquemática (TEM) de la lámina epitelial.

• En su ausencia o por el uso de anticuerpos contra TGB-3, el paladar no se fusiona, debido a que no se desarrolla condroitínsulfato ni filopodios.

• No tiene función en la lámina epitelial del labio , no forma TEM

• Su ausencia genera fisura del paladar secundario, no labio leporino, para el que se necesita ausencia de mas genes.

Estimula la fosforilación del factor de transcripción Smad-2, que entra al núcleo y favorece la síntesis y activación del factor de transcripción LEF-1.

Formación del paladar secundarioFactores TGB-1, TGB-2 y LEF-1

• TGB-2 (Factor de crecimiento transformante B-2) estimula la síntesis de ADN y la proliferación del mesénquima, desde las primeras etapas del desarrollo del paladar.

• La ausencia de TGB-2 produce defectos en el hueso maxilar y mandibular y solo se desarrolla en un 23% la fisura palatina.

TGB-1 (factor de crecimiento transformante B-1) es inductor de la apoptósis , por lo que tiene función en la apoptosis del periderma.La ausencia de TGB-1 produce la muerte de los ratones a los 11 días de gestación• LEF-1 (Lymphoid-enhancing factor) activa la

transcripción de genes que promueven la TEM, como SNAIL, el que reprime la activación de la cadherina-E

Formación del labio y paladar primarioFactor Shh y BMP

• Factor de transcripción Shh (Sonic Hedgehog) es escencial para el crecimiento y desarrollo de los esbozos faciales por que induce la proliferación celular.

• Shh Se encuentra presente en los epitelios de los procesos maxilares, nasales medios y extremo anterior de los procesos palatinos en el momento de la fusión del labio.

• La ausencia del factor Shh produce holoprosencefalia (ausencia del prosencéfalo, el que forma mas tarde el lóbulo frontal del cerebro, además ciclopia, cabeza pequeña, labio leporino, entre otros.)

• Shh Puede ser inhibido por el acido retinoico en dosis teratogénicas.

• Shh Activa la expresión de BMP-2 (proteína morfogénica del hueso) en el mesénquima, lo que estimula la proliferación celular.

Formación del labio y paladarFactor Msx-1 y BMP

• Msx-1 Se encuentra presente en la zona anterior del mesénquima de los procesos palatinos y faciales.

• Msx-1 Induce la expresión de BMP-2 y BMP-4 en el mesénquima y de Shh en el epitelio.

• La ausencia de Msx-1 produce fisura palatina aislada no sindrómico, debido a que los procesos palatinos se forman , se elevan normalmente pero no hacen contacto, por lo que no se fusionan. Además la ausencia produce agenesia dentaria.

• BMP-2 y 4 (proteína morfogénica del hueso) se encuentran presentes en el epitelio de los procesos palatinos del ratón, y su ausencia produce la muerte de ellos antes de la formación del paladar.

Función de factor de transcripción Msx-1 en la fusión del labio y paladar.

Mutaciones en el gen msx-1 están asociadas a fisura palatina aislada, no sindrómica y agenesia dentaria, esto es consistente con el fenotipo observado en ratones.

Los proceso palatinos se forman, se elevan, NO hacen contacto y NO se fusionan.

La expresión del msx-1 esta restringida a la región anterior del mesénquima de los proceso palatinos y los procesos faciales.

Msx-1 es necesario en la expresión de BMP2 y 4 en el mesenquima y Shh en el epitelio.

Horizontalización de los procesos palatinos

• Cuando esta fuerza supera la resistencia de la lengua ocurre el cambio de posición, eso es ayudado por la síntesis de colágeno tipo I, la cual aumenta en la reorientación

Consiste en la rotación de los procesos palatinos desde una posición vertical a ambos lados de la lengua, a una posición horizontal sobre ella a lo largo del paladar

Este proceso es generado por una fuerza intrínseca por la acumulación de ac hialurónico.

Factores que condicionan la susceptibilidad a la fisura palatina.

• Glucocorticoides, cuando se administra una dosis en una etapa precisa de la gestación, puede producir un aumento de fisura palatina en la descendencia. Esta susceptibilidad varia en cada persona.

• Inhibe la síntesis de TGB-3 , dependiendo de la dosis.

• También inhibe la síntesis de ac hialurónico