2 ¿Son todas las neuronas diferentes?
6. Las neuronas CCAP/Bursicón como modelo experimental para el estudio de los mecanismos de especificación neuronal
6.3. Las neuronas CCAP/Bursicón
Las neuronas CCAP/Bursicón conforman un grupo heterogéneo de células que difieren en los neu- ropéptidos y marcadores que expresan, en el momento que alcanzan su diferenciación terminal y en la axonación que presentan. Existen distintas clasificaciones atendiendo a la descripción de diferentes autores. Veverytsa y Allan (Veverytsa y Allan, 2012) clasifican las neuronas CCAP/Bursicón en cua- tro grupos (Fig.I.10).
• El primer grupo corresponde a las interneuronas (CCAP-INs). Estas neuronas se distin- guen del resto de neuronas CCAP/Bursicón por no expresar el gen dacshund (dac) y por emitir proyecciones axonales en el interior del SNC. Tanto en larva de tercer estadío como en pupa, hay 4 interneuronas en los hemisegmentos subesófagicos y una en cada uno de los hemisegmentos desde el T1 hasta el A7.
• El segundo grupo lo componen las neuronas eferentes tempranas (CCAP-NEs tempranas). Las proyecciones axonales de estas neuronas salen del SNC a través del los nervios segmen- tales, además, desde larva de tercer estadio, pueden identificarse por la expresión de Dac, CCAP y Bursicón. Existe una única CCAP-NEs temprana por cada hemisegmento, desde el T3 hasta el A4.
• Las neuronas eferentes tardías (CCAP-NEs tardías) conforman el tercer grupo y se distin- guen de las anteriores por su retraso en la expresión de CCAP y Bursicón. En estas células los neuropéptidos no se detectan hasta el estadio de pupa. Hay una CCAP-NE tardía por cada hemisegmento desde el A5 al A7.
• El último grupo es el de las CCAP terminales (CCAP-PLs). Estas neuronas, al igual que las CCAP-NEs tardías empiezan a expresar CCAP en el estadio pupal, sin embargo no expre- san Bursicón. Se pueden indentificar tres CCAP-PLs en la parte final de la cuerda nerviosa ventral, formada por los segmentos A8, A9 y A10.
Si bien las diferentes clases de neuronas CCAP/Bursicón activan la expresión de los neuro- péptidos en distintos momentos del desarrollo, estos autores demuestran que todas ellas se generan
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durante la neurogénesis embrionaria. Varios autores describen el mismo patrón de expresión para estos neuropéptidos en tercer estadio larvario,(Dewey et al., 2004; Ewer y Truman, 1996; Park et al., 2003; Veverytsa y Allan, 2011). Sin embargo, existe cierta controversia en el patrón de expresión de CCAP y Bursicón en el estadio de pupa. Según varios autores, todas las neuronas CCAP positivas del T3 al A7 expresan Bursicón, (Veverytsa y Allan, 2012; Lahr et al., 2012). No obstante, otro gru- po señala que en los segmentos T3-A7 solo una neurona de cada par expresa Bursicón (Luan et al., 2006; Peabody, et al. 2008). Atendiendo a los segmentos finales, algunos autores señalan la existencia de un par de células CCAP/Bursicón en el A8 (Lahr et al., 2012; Luan et al., 2006), mientras que otros identifican tres pares en el conjunto de segmentos A8/A9 (Veverytsa y Allan, 2012) únicamente positivas para CCAP. Las diferencias en los patrones de expresión descritos se deben posiblemente a la diferente sensibilidad de los anticuerpos utilizados en cada trabajo y al momento preciso de la observación.
White et al proponen otra clasificación, basada en criterios funcionales. Estos autores distin- guen las neuronas Bursicón positivas subesofágicas BSEG, y las abdominales, BAG. Observan que la proyecciones axonales de las BSEG se expanden por toda la CNV mientras que las de las BAG se dirigen a la hemolinfa. Constatan también que la falta de función del receptor de Bursicón, codificado por el gen rickerts, impide la liberación de Bursicón por las BAG pero no por las BSEG. Estos resultados les llevan a plantear la existencia de una red funcional según la cual la liberación de Bursicón por parte de las BSEG activa las BAG, lo que hace que estas liberen Bursicón a la hemolinfa (Luan et al., 2006; Peabody et al., 2008).
En suma, la expresión de CCAP y Bursicón permite la identificación de varios tipos celulares, los cuales aparecen en diferentes segmentos y terminan de diferenciarse en distintos momentos del desarrollo. Estas diferencias espaciales y temporales hacen de las neuronas CCAP/Bursicón un buen modelo a la hora de estudiar los mecanismos de especificación neural.
Fig.I.13. Patrón de neuronas CCAP/Bursicón en el SNC de una pupa
Esquema de los cuatro tipos de neu- ronas CCAP/Bursicón descritas por Veverytsa et al. (Veverytsa and Allan, 2012). A la izquierda se muestran los neuropéptidos y marcadores expresa- dos por cada tipo celular.
CCAP-IN CCAP-EN temprana CCAP-EN tardía CCAP-PL Bursicon CCAP Dac
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El propósito de esta tesis ha sido estudiar los mecanismos por los que se establece la gran diversidad de tipos celulares presentes en el SNC de Drosophila melanogaster. Con este fin, nos propusimos ana- lizar los mecanismos genéticos y moleculares implicados en la especificación de las neuronas CCAP/ Bursicón y nos planteamos los siguientes objetivos:
• Estudiar el patrón de expresión de los péptidos CCAP y Bursicón en embriones y larvas de
Drosophila melanogaster
• Identificar el NB progenitor de las neuronas CCAP/Bursicón y analizar su linaje
• Estudiar el papel de los genes homeóticos en la adquisición del destino CCAP/Bursicón • Identificar la ventana temporal en la que se originan las células CCAP/Bursicón
• Estudiar el papel de la ruta de Notch en la generación del destino CCAP/Bursicón • Identificar y caracterizar genes implicados en la generación y especificación de las células