Os precursores das células musculares, ou mioblastos, que emigram dos somitos estão de- terminados, mas não completamente diferenciados. Nos tecidos que colonizam, eles irão se misturar com outras classes de células das quais parecem praticamente indistintos; contudo, irão manter a expressão de proteínas de regulação gênica específicas de mioblastos (como a Pax3 e os membros da família MyoD) e, quando chegar o momento da diferenciação, eles, e somente eles, irão se transformar em células musculares (Figura 22-83).
INIBIÇÃO mRNA Proteína inibidora 200 400 600 minutos 40 80 120 400 800 1.200 Conc entração de pr ot eína Conc entração de mRNA (B) (A) ATRASO ATRASO ATRASO
Gene que codifica uma proteína inibidora
Figura 22-82 A retroalimentação ne- gativa atrasada dá origem à expressão gênica oscilante. (A) Um único gene, codificando uma proteína de regulação gênica que inibe sua própria expressão, pode se comportar como um oscilador. Para que a oscilação ocorra, deve haver um atraso (ou vários atrasos) no circuito de retroalimentação, e os tempos de vida das moléculas de mRNA e proteína devem ser breves em comparação ao atraso total. O atraso determina o pe- ríodo de oscilação. De acordo com uma teoria, um circuito de retroalimentação como este, com base em um gene cha- mado de Her7 no peixe-zebra, ou Hes7 no camundongo (um parente do gene
Hes1), é o marca-passo do relógio de
segmentação que governa a formação dos somitos. (B) A oscilação prevista do mRNA de Her7 e da proteína correspon- dente, computada usando-se estima- tivas aproximadas dos parâmetros do circuito de retroalimentação apropria- dos para este gene no peixe-zebra. As concentrações são medidas em número de moléculas por célula. O período pre- visto é próximo ao período observado, que é de 30 minutos por somito no peixe-zebra.
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O padrão final dos músculos – nos membros, por exemplo – é determinado pelas vias que as células migrantes seguem e pela seleção dos sítios que elas colonizam. Os tecidos conectivos embrionários formam uma estrutura que é percorrida pelos mioblastos e que propicia sinais que orientam sua distribuição. Não importa de qual somito eles provêm, os mioblastos que migram para um broto de um membro anterior formarão o padrão de mús- culos apropriados para um membro anterior, e aqueles que migram para um broto de um membro posterior formarão o padrão apropriado para um membro posterior.
Enquanto isso, outras classes de células migratórias selecionam diferentes vias para a exe- cução de seus percursos. Ao longo da linha onde o tubo neural se desprende da futura epider- me, diversas células ectodérmicas se separam do epitélio e também migram como indivíduos através da mesoderme (Figura 22-84). Estas são as células da crista neural; elas irão dar ori- gem a praticamente todos os neurônios e todas as células gliais do sistema nervoso periférico, assim como às células pigmentares da pele e a muitos tecidos conectivos na cabeça, incluindo os ossos do crânio e dos maxilares. Outros migrantes importantes são os precursores das cé- lulas sanguíneas, das células germinativas e de muitos grupos de neurônios dentro do sistema nervoso central, assim como as células endoteliais que formam os vasos sanguíneos. Cada uma dessas classes de viajantes colonizará um conjunto diferente de sítios. Como resultado de tais invasões, a maioria dos tecidos no corpo de um vertebrado é uma mistura de células com dife- rentes características derivadas de partes amplamente separadas do embrião.
Quando uma célula migrante percorre os tecidos embrionários, ela repetidamente es- tende projeções que sondam suas adjacências imediatas, testando a presença de sinais sutis aos quais ela é particularmente sensível, em virtude de sua variedade específica de proteínas receptoras de superfície celular. Dentro da célula, essas proteínas receptoras estão conec- tadas ao citoesqueleto, o qual movimenta a célula. Alguns materiais da matriz extracelu- Figura 22-83 A origem migratória das células musculares dos mem-
bros. As migrações podem ser localizadas pelo transplante de células de um embrião de codorna em um embrião de galinha; as duas espécies são muito semelhantes em seu desenvolvimento, mas as células de codorna são reco- nhecidas pela aparência distinta de seus nucléolos. Se as células dos somitos de codorna forem substituídas pelas células dos somitos de um embrião de galinha de dois dias de incubação e a asa da galinha for seccionada uma se- mana mais tarde, será observado que as células musculares na asa da galinha derivam dos somitos transplantados da codorna.
EMBRIÃO DE CODORNA
EMBRIÃO DE GALINHA
A asa se desenvolve
Remover os somitos em desenvolvimento na região onde o broto da asa irá se desenvolver
e transplantar para um embrião de galinha Descartar Tendão Músculo Osso Seccionar para mostrar a distribuição de células da codorna no antebraço Tubo neural Gânglio sensorial Gânglio simpático Glândula adrenal
Sítio original das células da crista neural
Ectoderme Somito Notocorda Aorta Cavidade celômica Tubo intestinal Gânglios entéricos
Figura 22-84 As principais vias de migração celular da crista neural. Um embrião de galinha é mos- trado em uma secção transversal esquemática através da parte mediana do tronco. Derivados da crista neural que se situam no fundo estão indicados por caixas de texto amarelas. As células que tomam o caminho logo abaixo da ectoderme formarão as células pigmentares da pele; aquelas que tomam o caminho mais interno, via somitos, formarão os neurônios, as células gliais dos gânglios sensoriais e sim- páticos e partes da glândula adrenal. Os neurônios e as células gliais dos gânglios entéricos, na parede do intestino, são formados a partir de células da crista neural que migram ao longo da extensão do corpo, originadas ou da região do pescoço ou da região sacral. Em Drosophila, os neurônios na parede do intes- tino se originam de maneira similar, pela migração a partir da extremidade da cabeça do embrião. (Ver também Figura 19-23.)
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lar, como a proteína fibronectina, propiciam sítios adesivos que ajudam a célula a avançar; outros, como o proteoglicano de sulfato de condroitina, inibem a locomoção e repelem a imigração. As células não-migrantes ao longo da via podem, da mesma forma, possuir su- perfícies convidativas ou repelentes, ou podem até mesmo estender filopódios que tocam a célula migrante e afetam seu comportamento.
Entre essa grande quantidade de diferentes influências controladoras, algumas se so- bressaem como especialmente importantes. Em particular, muitos tipos diferentes de cé- lulas são guiados por quimiotaxia, que depende de um receptor chamado de CXCR4. Esta proteína de superfície celular pertence à família de receptores acoplados à proteína G e é ativada por um ligante extracelular denominado SDF1. As células que expressam a CXCR4 podem detectar seu caminho ao longo de trilhas marcadas pela produção de SDF (Figu- ra 22-85). A quimiotaxia em direção a fontes de SDF1 desempenha um papel importante na orientação das migrações de linfócitos e de várias outras células brancas do sangue; de neurônios no cérebro em desenvolvimento; de células progenitoras musculares que entram nos brotos dos membros; de células germinativas primordiais que se movem em direção às gônadas; e de células cancerosas que se espalham por metástase.