En Face Preparación del cojín endocárdico para el análisis de morfogénesis plana en embriones de ratón

El corazón es el primer órgano funcional de un embrión de mamífero. Alrededor del día embrionario (E) 7.5 en ratones, las células precardíacas bilaterales del mesodermo forman la media luna cardíaca en el lado ventral¹. La media luna cardíaca contiene dos poblaciones de células precardíacas que incluyen progenitores del miocardio y el endocardio². Alrededor de E8.0, los precursores cardíacos se fusionan en la línea media, formando el tubo cardíaco primitivo que consta de dos tejidos epiteliales, el miocardio externo y el endocardio interno, que es un endotelio especializado separado por una matriz extracelular llamada jalea cardíaca. Más tarde, en E8.5, el tubo cardíaco sufre un bucle hacia la derecha. El corazón en bucle tiene diferentes regiones anatómicas con firmas moleculares específicas, como el tracto de salida (OFT), los ventrículos y el canal atrio-ventricular (AVC)³. Aunque inicialmente el tubo cardíaco se expande en su lado de entrada a través de la adición de células⁴, en E9.5, la proliferación cardíaca intensiva resulta en el globo de las cámaras y el establecimiento de la red trabecular⁵. La formación de la válvula tiene lugar en la CVA (futuras válvulas mitral y tricúspide) y en la OFT (futuras válvulas aórtica y pulmonar).

El endocardio juega un papel crucial en el desarrollo de la válvula. Las células endocárdicas experimentan transición epitelial-mesenquimal (EMT) en el AVC y OFT para formar los cojines endocárdicos, una estructura que aparece al inicio del desarrollo de la válvula. Diferentes vías de señalización activan este proceso; en E9.5 en ratones, NOTCH activado en el endocardio en respuesta a BMP2 derivado del miocardio promueve la EMT invasiva de las células endocárdicas en las regiones AVC y OFT a través de la activación de TGFβ2 y SNAIL (SNAI1), que reprime directamente la expresión de cadherina endotelial vascular (VE-cadherina), un componente transmembrana de las uniones adherentes (AJs)^6,7,8 . En la OFT, la activación del endocardio para iniciar la EMT está mediada por FGF8 y BMP4, cuya expresión es activada por NOTCH 9,10,11,12.

La progresión de la EMT implica la dinámica celular a medida que las células cambian de forma, rompen y rehacen las uniones con sus vecinas, se deslaminan y comienzan a migrar¹³. Estos cambios incluyen la remodelación de AJ y el desmontaje gradual 14,15, la señalización de polaridad celular plana (PCP), la pérdida de polaridad apicobasal (ABP), la constricción apical y la organización citoesquelética ^16,17. ABP se refiere a la distribución de proteínas a lo largo del eje anterior-posterior de una célula. En el corazón en desarrollo, la regulación de la PBA en los cardiomiocitos es necesaria para el desarrollo ventricular¹⁸. PCP se refiere a una distribución polarizada de proteínas dentro de las células a través del plano de un tejido y regula la distribución celular; Los epitelios con una geometría estable están formados por células en forma de hexágono, donde solo tres células convergen en los vértices 19,20,21,22. Diferentes procesos celulares, como la división celular, el intercambio de vecinos o la delaminación que ocurre durante la morfogénesis epitelial, producen un aumento en el número de células que convergen en un vértice y el número de células vecinas que tiene una célula dada²². Estos comportamientos celulares relacionados con la PCP pueden ser regulados por diferentes vías de señalización, dinámica de actina o tráfico intracelular²³.

Los datos generados estudiando el desarrollo de la válvula en ratones se han obtenido de secciones transversales, coronales o sagitales de corazones embrionarios E8.5 y E9.5, donde el endocardio se muestra como una línea de células en lugar de como un campo de células: el endocardio cubre toda la superficie interna del tubo cardíaco²⁴. Las secciones embrionarias no permiten el análisis de PCP en el endocardio de embriones de ratón. Nuestro novedoso método experimental permite el análisis de la distribución celular endocárdica, la anisotropía AJ y el análisis de la forma de una sola célula, como se muestra en los resultados representativos. Este tipo de datos son necesarios para el análisis de PCP, junto con la descripción de otras moléculas relacionadas con PCP, que no se muestran en este informe. La inmunofluorescencia de montaje completo, la preparación específica de muestras y el uso de ratones modificados genéticamente permiten el análisis de polaridad plana en el endocardio al inicio del desarrollo de la válvula en ratones.