Gastrulação e Formação das Camadas Germinativas

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Gastrulação
Gastrulação
O evento mais característico durante a terceira semana é a gastrulação. Ela começa com o surgimento da linha primitiva, que tem em sua parte cefálica o nó primitivo. Na região do nó e da linha, as células epiblásticas se movem para dentro (invaginam) para formar novas camadas, o endoderma e o mesoderma. As células que não migram através da linha primitiva, mas permanecem no epiblasto, formam o ectoderma. 
Assim, o epiblasto dá origem as três camadas germinativas, ectoderma, mesoderma e endoderma, e essas camadas formam todos os tecidos e órgãos (Figuras 5.2 e 5.3). As células pré-notocordais que invaginam na região da fosseta primitiva se deslocam para a região cefálica até alcançarem a placa precordal. Elas se intercalam no endoderma como a placa notocordal (Figura 5.3). Com a continuação do desenvolvimento, a placa se desprende do endoderma e forma um tubo sólido, a notocorda. Essa estrutura determina um eixo na linha média, que funcionará como a base do esqueleto axial (Figura 5.3). 
As partes cefálica e caudal do embrião são estabelecidas antes que a linha primitiva tenha se formado. Assim, as células do hipoblasto (endoderma) na margem cefálica do disco formarão o EVA, que expressa genes de formação da cabeça, incluindo OTX2, LIM1 e HESX1, bem como o fator solúvel cerberus. NODAL, um membro da família de genes TGF-β é, então, ativado e inicia e mantém a integridade do nó e da linha primitivos. 
Na presença de FGF, o BMP4 ventraliza o mesoderma durante a gastrulação de modo que ele forme o mesoderma intermediário e o mesoderma da placa lateral. Chordin, noggin e follistatin antagonizam a atividade de BMP4 e dorsalizam o mesoderma para originar a notocorda e os somitômeros na região da cabeça. A formação dessas estruturas em regiões mais caudais é regulada pelo gene BRACHYURY (T) (Figura 5.4A). A lateralidade (assimetria esquerda-direita) é regulada por uma cascata de moléculas e de genes sinalizadores. FGF8, secretado por células no nó e na linha primitivos, induz a expressão de NODAL e de LEFTY2 do lado esquerdo, e esses genes aumentam a expressão de PITX2, um fator de transcrição e gene-chave para a lateralidade esquerda (Figura 5.6). 
O neurotransmissor serotonina (5-HT) também atua na definição da lateralidade por meio da restrição da expressão NODAL ao lado esquerdo. O posicionamento normal dos órgãos (a esquerda e a direita) é chamado de situs solitus, enquanto sua inversão completa é chamada de situs inversus. Quando um ou mais órgão estiverem em posição anormal, essa condição será chamada de situs ambiguous ou heterotaxia. Indivíduos com situs inversus correm baixo risco de apresentar outros defeitos congênitos, mas seus filhos correm risco mais elevado, principalmente para cardiopatia. Em contrapartida, os pacientes com heterotaxia correm risco elevado de ter muitos tipos de malformações congênitas e quase todos apresentam algum tipo de anormalidade cardíaca. 
Erros nos níveis de 5-HT ou a expressão incorreta de genes da via de sinalização da lateralidade, como PITX2, resultam em defeitos de lateralidade, como dextrocardia, situs inversus e anomalias cardíacas. As mutações no fator de transcrição dedo de zinco ZIC3 causam heterotaxia associada ao X com cardiopatias graves e outros defeitos. As células epiblásticas que se movem pelo nó e pela linha primitivos são predeterminadas por suas posições a se tornarem tipos específicos de mesoderma e de endoderma. Assim, é possível elaborar um mapa de destino do epiblasto mostrando seu padrão (Figura 5.7). No final da terceira semana, são estabelecidas três camadas germinativas na região da cabeça, consistindo em ectoderma, mesoderma e endoderma, e esse processo continua a produzir essas camadas para as áreas mais caudais do embrião até o final da quarta semana. 
A diferenciação tecidual e orgânica já começou e ocorre no sentido cefalocaudal à medida que a gastrulação continua. Enquanto isso, o trofoblasto progride rapidamente. As vilosidades primárias adquirem um centro mesenquimatoso, no qual surgem pequenos capilares (Figura 5.12). Quando esses capilares vilosos fazem contato com os capilares da placa coriônica e do pedúnculo embrionário, o sistema viloso está pronto para fornecer nutrientes e oxigênio ao embrião.