Revisiones en Biología Celular y Molecular

523 Pages·2010·8.202 MB·Spanish

by  booksmedicos.org

REVISIONES EE
BBIIOOLLOOGGÍÍAA CCEELLUULLLLAAAARR
REVISIONES EN
BIMMOLOOOGÍALL CEEELCCULAUUR LLLAAARR
Y MOLECULAR
ANTONIA DE LOS ÁNGELES ÁLVAREZ DÍAZ
ENRIQUE HILARIO RODRÍGUEZ
(eds.)
ARGITALPEN ZERBITZUA
SERVICIO EDITORIAL
www.argitalpenak.ehu.es
ISBN: 978-84-9860-347-7
Revisiones en biología
celular y molecular
Antonia de los Ángeles Álvarez Díaz
Enrique Hilario Rodríguez
(editores)
Imagen de la portada: Cortes seriados de embriones de ratón. Maitane Aurrekoetxea Campo.

© Servicio Editorial de la Universidad del País Vasco
Euskal Herriko Unibertsitateko Argitalpen Zerbitzua
ISBN: 978-84-9860-347-7
Bilbao, febrero, 2010
www.argitalpenak.ehu.es
A todos los que nos han animado en la elaboración de este libro,
y especialmente a nuestras sufridas familias.
Prólogo

Desde la perspectiva de este año 2010, el presente libro podría ser considerado
como una segunda etapa del camino emprendido por los editores en el bienio
1999-2000. Por aquel entonces propusimos a los alumnos de nuestro curso de
doctorado “Bases y mecanismos de la Diferenciación”, un enfoque por aquel
entonces novedoso a la hora de desarrollar la docencia de tercer ciclo. La
novedad propuesta a los alumnos consistió en la adaptación de los tradicionales
trabajos de los cursos de doctorado a la redacción de un capítulo de libro,
destinado a cubrir el vacío que existía en el mercado editorial por aquella época
en cuanto a libros de Diferenciación se refería.

Pero con este enfoque de la docencia teníamos previsto algo más complejo. No
pretendíamos tan solo implicar a los alumnos en profundizar en un tema de su
interés relacionado con la diferenciación, sino también ayudarles y guiarles en la
redacción de un documento científico con los conocimientos adquiridos,
iniciándoles en las búsquedas bibliográficas, la selección de textos, la
corrección de estilo, etc. En definitiva, implicarles de alguna manera más activa
en su docencia, y que su papel no fuese meramente pasivo de “oyentes de
conferencias”. En aquellos momentos se empezaba ha hablar del espíritu
reformador de “Bolonia”, y quisimos experimentar algunos de los aspectos que
en el se propugnaban con un número reducido de alumnos muy bien
preparados.

Evidentemente la recompensa a este esfuerzo suplementario por parte de los
alumnos, tendría que estar a la altura, por eso, y gracias a la labor del Servicio
Editorial de la Universidad del País Vasco, en el año 2001 se publico el Libro
titulado “Revisiones en Diferenciación”, que fue el resultado de los trabajos
realizados durante ese curso. Aunque se nos critico la inexperiencia de los
autores a la hora de redactar los textos, esta fue suplida por mucha dedicación,
trabajo y entusiasmo con la idea, tanto por nuestra parte como por la de ellos.
Con el éxito conseguido en esa ocasión, decidimos mantener este tipo de
docencia, y aunque no se hayan publicado los trabajos durante este tiempo, los
alumnos han sido fieles a la idea y han trabajado activamente con mejor o peor
resultado, pero siempre de forma positiva.

Este bienio 2008-2010, ha sido para nuestro Departamento el último en el que
se han dado los cursos de doctorado, para pasar a proporcionar la formación de
tercer ciclo en forma de Master en Investigación. Por suerte para nosotros, los
alumnos del Programa de doctorado de este último curso, han mostrado tanto
entusiasmo, dedicación y constancia como los de hace 10 años, y al
proponerles repetir la experiencia respondieron afirmativamente. Algunos de los
que comenzaron la aventura con nosotros como alumnos de doctorado y tercer
ciclo en el bienio 99-2000, hoy se han sumado a esta nueva iniciativa como
doctores, con la perspectiva de los 10 años transcurridos. Todo esto ha hecho
que de los 16 capítulos que formaban el primer “Revisiones” este tenga 23, y
que de la media de 10 páginas que tenía el primero hoy sean casi 25 páginas
por capítulo. Evidentemente, con el aumento de capítulos y la diversificación de
los temas tratados por los autores, y por eso lo hemos titulado “Revisiones en
Biología Celular y Molecular”, que refleja mucho mejor el espíritu de los temas
revisados.

Como dijimos ya en la anterior la experiencia, el llevar adelante esta iniciativa ha
sido muy laborioso, pero también creemos que muy positivo. Esperamos que
este nuevo “Revisiones” sirva como el anterior de soporte bibliográfico para
otros cursos, así como para la lectura y el estudio tanto de docentes, como de
investigadores a los que les interesen los temas que en el tratamos.

Los editores.
Índice de capítulos. 1
Capítulo 1: MIGRACIÓN DE LAS CÉLULAS GERMINALES PRIMORDIALES.
Alejandro Díez-Torre.

1.- INTRODUCCIÓN............................................................................................................................16
2.- MIGRACIÓN DE PGCS EN DROSOPHILA...................................................................................16
3.- MIGRACIÓN DE PGCS EN RATÓN..............................................................................................19
4.- MIGRACIÓN DE PGCS EN POLLO...............................................................................................24
5.- MIGRACIÓN DE PGCS EN PEZ CEBRA.......................................................................................26
6.- BIBLIOGRAFÍA...............................................................................................................................29

Capítulo 2: FOLICULOGÉNESIS Y OVOGÉNESIS.
Elixabete López Sánchez-Sarachaga y María Díaz Núñez.

1. DESARROLLO Y FUNCIÓN OVÁRICA...........................................................................................34
1.1. Desarrollo de la gónada embrionaria......................................................................................34
1.2. Ensamblaje folicular.................................................................................................................34
1.3 Transición de folículo primordial a folículo primario.................................................................36
1.4 Desarrollo de los folículos preantrales o secundarios..............................................................38
1.5 Desarrollo de los folículos antrales o terciarios........................................................................39
1.6. Selección folicular....................................................................................................................40
1.7 Ovulación y fase lútea..............................................................................................................41
2. MOLÉCULAS QUE AFECTAN AL DESARROLLO FOLICULAR Y OVOCITARIO.........................43
2.1 Hormonas sexuales esteroideas..............................................................................................43
2.1.1 Progestágenos o progestinas............................................................................................43
2.1.2 Andrógenos.......................................................................................................................45
2.1.3 Estrógenos........................................................................................................................47
2.2 Otras hormonas........................................................................................................................49
2.2.1 Hormona del crecimiento o somatotropina (GH)...............................................................49
2.2.2 Insulina..............................................................................................................................49
2.2.3 Sistema IGF.......................................................................................................................49
2.2.4 Leptina...............................................................................................................................50
2.2.5 3, 3’, 5-triyodotironina (T3):...............................................................................................50
2.3 Factores locales........................................................................................................................50
2.3.1 Hormona antimulleriana (AMH) o sustancia inhibidora mulleriana (MIS).........................50
2.3.2 Sistema inhibina-activina...................................................................................................51
2.3.3 Kit y ligando Kit (KitL)........................................................................................................53
2.3.4 Factor de crecimiento y diferenciación 9 (GDF9):.............................................................54
2.3.5 Proteína morfogenética de hueso 15 (BMP15).................................................................55
2.3.6 Factor de necrosis tumoral alfa (TNF-α)...........................................................................57
2.3.7 Proteína morfogenética de hueso 4 (BMP4).....................................................................57
2.3.8 Proteína morfogenética de hueso 7 (BMP7).....................................................................57
2.3.9 Factor de crecimiento epidérmico (EGF) y factor de crecimiento transformante alfa
(TGF-α)............................................................................................................................58
2.3.10 Factor de crecimiento de queratinocitos o de fibroblastos 7 (KGF7 o FGF7)................58
2.3.11 Factor de crecimiento de queratinocitos o de fibroblastos 2 o básico (KGF2, FGF2 o
bFGF)...............................................................................................................................58
2.3.12 Neurotrofinas...................................................................................................................59
2.3.13 Interleucina 6 (IL-6).........................................................................................................59
2.3.14 Factor inhibitorio de la leucemia (LIF).............................................................................60
2.3.15 Sistema HGF...................................................................................................................60
2.4 Sustancias que afectan al cultivo folicular................................................................................61
2.4.1 Vitamina C o ácido ascórbico............................................................................................61
2.4.2 Transferrina.......................................................................................................................61
2.4.3 Selenio...............................................................................................................................62
3. MANTENIMIENTO DE LA DETENCIÓN DURANTE LA MEIÓSIS Y MADURACIÓN
OVOCITARIA.......................................................................................................................................62
4. PROCESOS TRANSZONALES (TZPS) Y UNIONES GAP.............................................................65
5. FACTORES DE TRANSCRIPCIÓN EXPRESADOS EN EL OVARIO............................................66
6.- BIBLIOGRAFIA...............................................................................................................................68
Índice de capítulos. 2
Capítulo 3: REGULACIÓN DE LA ESPERMATOGÉNESIS.
Galder Valbuena Angulo, Francisco José Sáez Crespo.

1.- REGULACIÓN EN MAMÍFEROS...................................................................................................94
1.1.- Regulación hormonal..............................................................................................................94
1.2.-Regulación paracrina...............................................................................................................97
2.- REGULACIÓN EN URODELOS...................................................................................................100
2.1.-Regulación hormonal.............................................................................................................100
2.2.-Regulación paracrina.............................................................................................................102
2.3.-Punto de control....................................................................................................................103
3.- REGULACIÓN EN ANUROS........................................................................................................104
4.- CONCLUSIONES.........................................................................................................................105
5.- BIBLIOGRAFÍA.............................................................................................................................106

Capítulo 4: ONTOGÉNESIS DENTAL Y CÉLULAS MADRE
Maitane Aurrekoetxea Campo, Idoia Ortega Martínez

1.- INTRODUCCIÓN..........................................................................................................................115
2.- ORGANOGÉNESIS: INTERACCIONES ENTRE CÉLULAS EPITELIALES Y
MESENQUIMALES......................................................................................................................115
3.- DESARROLLO ANATÓMICO DEL DIENTE................................................................................116
4.- FACTORES DE CRECIMIENTO Y DIFERENCIACION...............................................................118
5.- MODELO ANIMAL Y REGENERACION DENTAL.......................................................................119
6.- EL POTENCIAL DE LAS CÉLULAS MADRE...............................................................................121
7.- NICHO DE CELULAS MADRE.....................................................................................................122
8.- CÉLULAS MADRE DE LA PULPA DENTAL................................................................................122
9.- CÉLULAS MADRE DEL EPITELIO DENTAL...............................................................................124
10.- CÉLULAS MADRE DEL FOLÍCULO DENTAL...........................................................................126
11.- CONCLUSIÓN............................................................................................................................127
12.- BIBLIOGRAFÍA...........................................................................................................................128

Capítulo 5: DIENTE Y GLÁNDULA MAMARIA COMO MODELOS DE ESTUDIO DE
DIFERENCIACIÓN DE ÓRGANOS ECTODÉRMICOS.
Lucía Jiménez-Rojo y Unai Silván.

1. INTRODUCCIÓN...........................................................................................................................132
2. MODELOS EXPERIMENTALES PARA EL ESTUDIO DEL DESARROLLO DENTAL Y
MAMARIO..........................................................................................................................................133
3. FAMILIAS DE FACTORES DE SEÑALIZACIÓN...........................................................................135
3.1. Familia Fgf.............................................................................................................................135
3.2. Familia Wnt............................................................................................................................136
3.3. Superfamilia Tgfβ...................................................................................................................136
4. DIENTE..........................................................................................................................................137
4.1. Desarrollo dental....................................................................................................................137
4.1.1. Inicio de la odontogénesis..............................................................................................138
4.1.2. Estadio de caperuza.......................................................................................................138
4.1.3. Estadio de campana.......................................................................................................139
4.1.4. Estadio de diferenciación...............................................................................................140
4.2. Ingeniería de tejidos dentales................................................................................................142
5. GLÁNDULA MAMARIA..................................................................................................................143
5.1. Desarrollo embrionario..........................................................................................................143
5.1.1. Inicio del desarrollo mamario.........................................................................................144
5.1.2. Placoda mamaria............................................................................................................144
5.1.3. Brote mamario................................................................................................................145
5.1.4. Yema mamaria y formación del árbol ductal..................................................................145
5.2. Desarrollo postnatal...............................................................................................................146
5.2.1. Elongación ductal...........................................................................................................146
5.2.2. Formación de las ramificaciones laterales y morfogénesis alveolar..............................148
5.2.3. Diferenciación alveolar, lactogénesis e involución.........................................................148
5.3. Cáncer de mama y diferenciación.........................................................................................149
6. BIBLIOGRAFÍA..............................................................................................................................151
Índice de capítulos. 3
Capítulo 6: DIFERENCIACIÓN A HEPATOCITOS.
Eider Azkona Uribelarrea, Eluska Iruarrizaga Ovejas, Ines Marrodan Ciordia y Xabier
Mielgo Rubio.

1.- INTRODUCCIÓN..........................................................................................................................158
2.- HÍGADO........................................................................................................................................159
2.2.- Poblaciones celulares:..........................................................................................................159
3.- CÉLULAS MADRE ADULTAS......................................................................................................160
3.1.- Tipos de células madre:.......................................................................................................162
3.1.2-. No derivadas de la médula ósea...................................................................................164
3.2.- Versatilidad, fusión celular y células madre adultas............................................................165
4.- TRASPLANTE DE HEPATOCITOS HUMANOS..........................................................................166
4.1.- Fisiología..............................................................................................................................167
4.2.- Criopreservación de hepatocitos humanos..........................................................................168
4.3.- Estado actual del Tx de hepatocitos humanos.....................................................................168
5.- CÉLULAS PROGENITORAS INTRAHEPÁTICAS.......................................................................169
5.1.- Células ovales......................................................................................................................170
5.2.- Identificación de las células progenitoras hepáticas............................................................170
6.- CÉLULAS PROGENITORAS DE LA MÉDULA OSEA.................................................................171
7.- CÉLULAS HEPÁTICAS FETALES...............................................................................................173
8.- CÉLULAS PROGENITORAS EMBRIONARIAS...........................................................................174
8.1.- Células hepáticas embrionarias como modelo para diferenciarse en hepatocitos y células
ductales.................................................................................................................................174
8.1.1.- H-CFU-Cs......................................................................................................................175
8.1.2.- Rhe................................................................................................................................176
8.1.3.- HBC-3............................................................................................................................176
8.1.4.- BMEL.............................................................................................................................176
8.1.5.- MMH (Met murine hepatocito) palmate cells................................................................177
8.1.6.- Células hepática bipotenciales fetales de primate........................................................177
9.- STEM CELL HEPÁTICAS Y CANCER.........................................................................................178
10.- BIBLIOGRAFÍA...........................................................................................................................179

Capítulo 7: TRANSICIÓN EPITELIAL-MESENQUIMAL DE LAS CÉLULAS MESOTELIALES
EN LA DIÁLISIS PERITONEAL. METÁSTASIS PERITONEAL DE TUMORES.
Fermín Aspichueta Vivanco.

1.- DIÁLISIS PERITONEAL:...............................................................................................................183
1.1.- Introducción..........................................................................................................................183
1.2.- Antecedentes históricos de la diálisis peritoneal:.................................................................183
1.3.- Relación entre la diálisis peritoneal y la transición epitelial-mesenquimal...........................185
2.- TRANSICIÓN EPITELIAL-MESENQUIMAL Y CÁNCER.............................................................186
2.1.- Cambios moleculares en la transición epitelial-mesenquimal..............................................187
2.2.- Extravasación tisular y formación de la metástasis..............................................................189
2.3.- Células Mesoteliales.............................................................................................................190
3.- CONCLUSIÓN..............................................................................................................................191
4.- BIBLIOGRAFÍA.............................................................................................................................193

Capítulo 8: DIFERENCIACIÓN Y TUMORES.
Enrique Hilario, Jaione Lacalle, Daniel Alonso-Alconada y Antonia Alvarez.

1.- DIFERENCIACION, MADURACION Y REPARACION TISULAR................................................196
1.1.- Renovación, maduración y adquisición del fenotipo diferenciado de los tejidos.................196
2.- REPARACIÓN TISULAR, METAPLASIA, DISPLASIA Y ANAPLASIA........................................196
2.1.- Reparación...........................................................................................................................196
2.2.- Metaplasia vs transdiferenciación........................................................................................197
2.3.- Displasia...............................................................................................................................197
2.4.- Diferenciación y Anaplasia...................................................................................................198
3.- TEORÍA DEL CÁNCER COMO UNA DETENCIÓN EN LA MADURACIÓN DE LA
DIFERENCIACIÓN DE LAS CÉLULAS STEM.............................................................................199
3.1.- Introducción..........................................................................................................................199
Índice de capítulos. 4
3.2.- Origen celular del cáncer......................................................................................................200
3.2.1.- Teoría embrionaria del cáncer......................................................................................200
3.2.2.- Desdiferenciación y cáncer...........................................................................................200
3.2.3.- Diferenciación y desarrollo embrionario........................................................................201
3.2.4.- Detención de la maduración / bloqueo ontogenético....................................................201
4.- TERATOMAS Y TERATOCARCINOMAS....................................................................................202
4.1.- Células de carcinoma embrionario.......................................................................................202
4.2.- Células de carcinoma embrionario y células madre embrionarias.......................................203
4.3.- Células de carcinoma embrionario y diferenciación.............................................................203
4.4.- Cuerpos embrioides.............................................................................................................204
5.- OTROS TIPOS DE CARCINOMAS..............................................................................................205
5.1.- Células basales epidérmicas................................................................................................205
5.2.- Células basales endo y exocervicales.................................................................................205
6.- BIBLIOGRAFÍA.............................................................................................................................207

Capítulo 9: NEOPLASIAS DE CÉLULAS GERMINALES: TERATOMAS Y TERATOCARCINOMAS.
Jaione Lacalle, Enrique Hilario, y Antonia Alvarez.

1.- INTRODUCCIÓN..........................................................................................................................211
2. HISTOGÉNESIS Y CLASIFICACIÓN DE LOS TUMORES GERMINALES..................................211
2.1. Tumores testiculares.............................................................................................................211
2.2. Tumores ováricos..................................................................................................................212
3. RASGOS HISTOLÓGICOS BÁSICOS DE LOS TUMORES GERMINALES................................213
4. TERATOMAS Y TERATOCARCINOMAS.....................................................................................214
4.1. Teratomas y teratocarcinomas en la investigación...............................................................215
4.1.1. Teratomas y teratocarcinomas espontáneos.................................................................215
4.1.2. Teratomas y teratocarcinomas inducidos experimentalmente.......................................217
4.2. Líneas celulares derivadas de teratocarcinomas..................................................................218
4.3. Determinantes de la teratocarcinogénesis............................................................................220
4.3.1. Determinantes genéticos................................................................................................220
4.3.2. Determinantes epigenéticos...........................................................................................221
5.- BIBLIOGRAFÍA.............................................................................................................................223

Capítulo 10: DESARROLLO Y TRANSFORMACIÓN TUMORAL DE LOS MELANOCITOS.
Idoia Ortega Martínez, Maitane Aurrekoetxea Campo.

1.- INTRODUCCIÓN..........................................................................................................................228
2.- EL MELANOCITO Y SU ORIGEN................................................................................................228
3.- INTERACCIÓN SCF - c-kit DURANTE LA EMBRIOGÉNESIS....................................................230
4.- PROTEÍNAS Wingless (Wnt) EN EL DESARROLLO DE LOS MELANOCITOS.........................232
4.1.- Familia de las proteínas Wnt................................................................................................232
4.2.- Receptores de Wnt...............................................................................................................233
4.3.- Ruta de señalización Wnt / β-catenina.................................................................................233
4.4.- Proteínas Wnt y la cresta neural..........................................................................................235
4.5.- Señalización Wnt en el desarrollo y progresión del melanoma...........................................236
5.- MITF..............................................................................................................................................237
5.1.- Regulación de MITF.............................................................................................................238
5.2.- MITF y cáncer.......................................................................................................................239
6.- MELANOGÉNESIS.......................................................................................................................239
6.1.- Maduración de los melanosomas.........................................................................................240
6.2.- Bioquímica de la melanogénesis..........................................................................................241
7.- BIBLIOGRAFÍA:............................................................................................................................243