Papel de la cooperación FGF/BMP en las vías de señalización que regulan el proceso de cardiogénesis18

Resumen

Recientemente ha cobrado una gran relevancia el interés por conocer y entender los reguladores moleculares responsables del desarrollo del corazón. En la presente Tesis Doctoral analizamos los determinantes moleculares de la especificación cardiaca de las células programadas para formar el corazón. Nosotros analizamos las células precardiacas desde su localización inicial a nivel de la línea primitiva, y posterior migración hacia mesodermo precardiaco y constitución del tubo cardiaco, sus características moleculares, el patrón de expresión de genes específicos y los factores implicados en la inducción o represión de la especificación cardiaca. Para ello, hemos planteado una serie de estudios experimentales, utilizando como modelo el embrión de pollo. Actuando sobre embriones en cultivo, hemos llevado a cabo experimentos de ganancia de función, utilizando diferentes factores, entre ellos Fgf8, Bmp2 y miR-130, mediante técnicas de electroporación y aplicación de esferas acrílicas sobre las células precardíacas, desde fases muy iniciales del desarrollo. Simultáneamente, hemos llevado a cabo experimentos de pérdida de función mediante Fgf8 siRNA; SU5402, bloqueante de la señal FGF; nogina, inhibidor de Bmp; y anti-miR-130. Nuestros resultados muestran que la sobre-expresión de Fgf8 conduce a una disminución de la expresión de los factores de transcripción Nkx-2.5, el primer marcador de diferenciación cardíaca, y Gata4. Además, disminuye la expresión de Bmp2. Los experimentos de sobreexpresión de Bmp2 conducen a un incremento de expresión de Nkx-2.5 y Gata4, así como a una disminución de la expresión de Fgf8 y de la señal Erk1/2 a nivel de los tubos endocárdicos. Estos datos son concordantes con nuestros resultados obtenidos mediante los experimentos de pérdida de función, que establecen efectos opuestos a los referidos. Adicionalmente, hemos analizado el papel de miR-130, un microRNA que se une a secuencias específicas en el 3'UTR del gen diana Erk1/2 (Mapk1). Observamos que la expresión de miR-130 se localiza en el mesodermo precardiaco y su correspondiente endodermo adyacente del campo cardiaco primario. Nuestros experimentos de sobreexpresión de miR-130 ponen de manifiesto que suprime la expresión de Fgf8 a nivel de los tubos endocárdicos, e induce la expresión de Nkx-2.5 y Gata4; además, controla la expresión de miR-133, también específico de áreas precardiacas; y lo más relevante, induce un incremento de la expresión de Bmp2, un factor que mantiene una íntima relación con otros aquí analizados, dentro de la vía de las catecolaminas, poniendo de manifiesto un papel activo de estos factores en el proceso de diferenciación cardíaca. 2 En conjunto, nuestros resultados sugieren un proceso de feed-back negativo entre Bmp2 y Fgf8, regulado a través de miR130 y mediado por la señal de Erk1/2, lo que constituye un elemento crucial que participa en el patrón preciso del desarrollo temprano del corazón.