Uova e segmentazione nei mammiferi

Transcript

1 Uova e segmentazione nei mammiferi ma sono tutti uguali? Prototeri Metateri Euteri - Uova grosse e telolecitiche - Segmentazione meroblastica discoidale (modello sauropside) - Uovo macrolecitico - Segmentazione atipica con estrusione del tuorlo - Uovo oligolecitico - Segmentazione oloblastica rotazionale -. formazione di una vera placenta Borsa cutanea con uovo Segmentazione di Opossum 1

2 SEGMENTAZIONE ED IMPIANTO DELLA BLASTOCISTI NEI MAMMIFERI EUTERI A fecondazione avvenuta, la prima divisione di segmentazione avviene circa 24 h dopo

3 DIVERSE CARATTERISTICHE CONTRADDISTINGUONO LA SEGMENTAZIONE DEI MAMMIFERI DA ALTRI TIPI DI SEGMENTAZIONE 1) Lentezza delle divisioni cellulari: ogni h, mentre le ciglia dell epitelio tubarico spostano l embrione verso l utero 2) Orientamento dei blastomeri: la prima divisione segue un piano meridiano (2 blastomeri); nella seconda divisione uno dei 2 blastomeri si divide secondo un piano meridiano, l altro secondo un piano equatoriale segmentazione oloblastica rotazionale 3) Marcata asincronia delle prime divisioni cellulari poiché i blastomeri non si dividono contemporaneamente Non si ha aumento esponenziale del numero dei blastomeri

4 4) Il genoma dei mammiferi viene attivato nelle fasi precoci della segmentazione e produce mrna e proteine per far progredire la segmentazione e lo sviluppo. Es: topo e capra il passaggio da regolazione materna a quella zigotica avviene allo stadio di due blastomeri. 5) La compattazione: fino allo stadio di 8 cellule i blastomeri del topo sono lassi, ma dopo la terza divisione di segmentazione i blastomeri si compattano. Espressione di proteine di adesione cellulare Compattazione dei blastomeri stabilizzata da giunzioni strette che si formano tra le cellule più esterne

5 Schema della compattazione. Gli spazi intercellulari vengono eliminati e i blastomeri aderiscono strettamente fra di loro formando la morula. Segue la formazione di microvilli alla periferia della morula, la comparsa di giunzioni occludenti fra le cellule dello strato esterno e la formazione di giunzioni comunicanti fra le cellule interne. Iniziano a formarsi piccoli spazi tra cellule della ICM

6 Compaction and the formation of the mouse blastocyst. (A,B) 8-cell embryo (C) 16-cell morula; (D) 32-cell blastocyst 6

7 MORULA: embrione di 16 blastomeri formato da un piccolo gruppo di cellule compatte interne circondate da cellule esterne St. 8 blastomeri compatti Morula Le cellule che per divisione discendono da quelle esterne diventano le cellule del trofoblasto o trofoectoderma. Le cellule interne + quelle di derivazione trofoblastica, nel passaggio da st 16 a st 32, formano la Massa Cellulare Interna (ICM) o nodo embrionale. Blastocisti

8 STADI DI SVILUPPO PRECOCE NEL TOPO

9 FORMAZIONE DELLA BLASTOCISTI

10 BLASTOCISTI Caratterizzata da: Trofoblasto - ICM - lecitocele primario Lecitocele primario (blastocele) si forma per cavitazione: cellule del trofoblasto secernono fluidi all interno della morula formando la cavità della blastocisti. Massa cellulare interna Membrana delle cellule del trofoblasto esprime pompe del sodio che pompano e accumulano ioni Na + nella cavità centrale che per osmosi richiamano H 2 O. Trofoblasto Pompa Na + /K + ATPasi La massa cellulare interna (ICM) è situata su un lato dell anello trofoblastico formando così la blastocisti

11 Trofoblasto non forma l embrione ma il tessuto del corion. Corion è la parte embrionale della placenta. Funzione del Corion: fornisce al feto O 2 e nutrimento secerne ormoni regolatori della risposta immunitaria che permettono annidamento del feto e impediscono il suo rigetto. Massa cellulare interna Trofoblasto ICM formerà l embrione e i suoi annessi embrionali: sacco vitellino, allantoide e amnios.

12 Allo st. di 64 blastomeri, le cellule di ICM e trofoblasto sono distinte ed esprimono geni differenti I evento di differenziamento nello sviluppo dei mammiferi necessario per garantire l annidamento della blastocisti Prima che si formi la blastocisti, tutti i blastomeri esprimono Oct4 e Cdx2 (possono diventare si ICM che trofoblasto). Con il passaggio a blastocisti, Oct4 e Cdx2 reprimono reciprocamente la loro espressione e inducono il differenziamento in trofoblasto o ICM ICM mantiene espressione di Oct4, Sox2 e Nanog associati alla pluripotenza fattori di trascrizione Solo cellule del trofoblasto esprimono fattore di trascrizione Cdx2, che blocca espressione di Oct4 e Nanog e attiva le proteine caratteristiche del trofoblasto. ICM sostiene trofoblasto secernendo proteine (es. FGF4) che inducono la divisione delle cellule trofoblasto

13 Trofoblasto o ICM? Le prime importanti decisioni della nostra vita I decisione: Oct4 e Cdx2 si reprimono a vicenda - alcune cellule indotte a diventare trofoblasto, altre ICM II decisione: Cellule dell ICM possono esprimere Nanog (mantengono pluripotenza) o Gata6 (originando endoderma primitivo)

14 Movie human segmentation 14

15 ESTRUSIONE DALLA ZONA PELLUCIDA Dopo la fecondazione la membrana pellucida (MP) è ancora presente MP impedisce adesione della blastocisti mentre si sposta nella tuba ovarica Raggiunto l utero la blastocisti si libera della MP Le cellule trofoblastiche rilasciano stripsina che lisa la matrice fibrillare di MP permettendo liberazione di blastocisti

16 16

17 IMPIANTO DELLA BLASTOCISTI St Tappe della segmentazione fino all impianto della blastocisti nell uomo

18 ENDOMETRIO ghiandole arterie epitelio STRATO FUNZIONALE STRATO BASALE L endometrio è formato da: epitelio cilindrico semplice da cui si originano lunghe ghiandole tubulari connettivo sottostante caratterizzato da arterie spirali (con andamento tortuoso) L endometrio viene distinto in: strato basale: rigenera lo strato sovrastante strato funzionale: superficiale che degenera e si stacca

19 Mucosa in fase follicolinica (o estrogenica) Istologia di endometrio di donna Mucosa in fase progestinica (trasformazione in decidua) 19

20 INTERAZIONE ENDOMETRIO - BLASTOCISTI Quando la blastocisti arriva nell utero, l endometrio si trova nella fase progestinica DONNA: la blastocisti rimane libera nella cavità dell utero 2 giorni (4-5 giorno p.f.) E formata da 120 cellule (40 ICM e 80 trofoblasto) e per accumulo di liquido ha un diametro di ca 300 μm

21 Blastocisti viene catturata dall endometrio L attacco della blastocisti all endometrio avviene in genere al sesto giorno, e viene stabilizzato dall attorcigliamento dei microvilli delle cellule che vengono a contatto. 21 Lisi delle cellule dell epitelio endometrale

22 ENDOMETRIO Matrice extracellulare CELLULE TROFOBLASTO secerne collagene laminina fibronectina acido ialuronico recettori per eparansolfato Presentano INTEGRINE per legarsi a collagene, fibronectina e laminina dell endometrio. Sintetizza eparan solfato Collagenasi Stromalisina Attivatore del plasminogeno Digestione della matrice extracellulare del tessuto uterino IMPIANTO DELLA BLASTOCISTI Fase iniziale dell impianto della blastocisti nel macaco

23 ADESIONE DELLA BLASTOCISTI DONNA: Reazione L adesione deciduale: Annidamento (6 giorno) orienta avviene la 7-8 giorno. L adesione è mediata dalla blastocisti 1) Garantisce disponendo la formazione ICM verso di unl endometrio. microambienteselettina nutritivoe rafforzata prima chedall si formi la In caso placenta contrario (ab-embrionale), l ICM è in integrina grado 2) Blocca di migrare l azione ristabilendo di erosione la giusta del sinciziotrofoblasto polarità

24 MAMMIFERI: ADATTAMENTI PER LO SVILUPPO INTERNO L EMBRIONE DI MAMMIFERO RICEVE NUTRIMENTO DALLA MADRE Compare l utero Sviluppo di un organo fetale capace di assumere le sostanze nutritive dalla madre Forma la DECIDUA: la parte materna della placenta induce CORION (formato dalle cellule del trofoblasto e cellule mesodermiche derivate da ICM) E LA PARTE FETALE DELLA PLACENTA

25 Alla fine della 1a settimana si sono differenziate 4 popolazioni cellulari - sinciziotrofoblasto - citotrofoblasto - nodo embrionale - ipoblasto (primo componente del futuro disco embrionale) L impianto della blastocisti comincia in media al settimo giorno di sviluppo, quando le cellule del trofoblasto che sono entrate in contatto con l epitelio dell endometrio si differenziano in sinciziotrofoblasto. 25

26 26

27 Impianti ectopici Se la blastocisti si annida nella parte bassa dell utero - placenta previa (chiude orifizio utero e produce emorragie nelle ultime fasi della gravidanza) Impianti al di fuori dell utero (o extrauterini o ectopici) Impianto nell ovario è raro, ma può produrre teratocarcinomi Cellule staminali proliferative (carcinoma embrionale) Tessuti differenziati (teratomi)