Regeneració en els discs imaginals de "Drosophila melanogaster". Anàlisi de la cicatrització, proliferació i formació del patró.

Abstract

[cat] En primer lloc, s'ha examinat el procés de cicatrització durant la regeneració de fragments de discs d'ala de Drosophila. S'ha observat que després de tallar, les cèl·lules de la vora de la ferida comencen a tancar-la a través de la contracció d'un cable d'actina. A més, filopodis emesos per cèl·lules de la vora també cosiran la ferida formant una cremallera des del centre cap als seus extrems. L'activació de la via JNK està involucrada en aquest procés. L'expressió de puckered (puc), s'indueix en vàries fileres de cèl·lules a la vora de la ferida, mentre que la manca d'activitat de la via, aconseguida utilitzant mutants per hep, bsk, o Dfos, impedeix la cicatrització. Aquests defectes van acompanyats a més, per una disminució de l'expressió de puc. Donant suport al paper de puc en la cicatrització, s'han rescatat mutants per hep reduint la funció de puc, i s'ha inhibit la cicatrització sobreexpressant-lo. Aquests resultats demostren un paper de la JNK en la cicatrització dels discs imaginals semblant a l'observada en processos com els tancaments dorsal i toràcic i, semblant també a la cicatrització de l'epidermis embrionària, l'epidermis larval o de la cutícula adulta de Drosophila. En segon lloc, s'ha estudiat el procés de proliferació i creixement durant la regeneració. S'ha examinat per una banda, la distribució de cèl·lules en fase S i en mitosis i, de cèl·lules mortes. Per altra banda, s'han utilitzat tècniques de llinatge cel·lular per marcar l'origen i les fronteres del blastema i, per testar si hi ha canvis en les identitats dels compartiments. Per últim, s'ha realitzat un anàlisi clonal per determinar la topologia de la proliferació cel·lular i la seva relació amb la formació del patró. S'ha demostrat que tant la proliferació s'activa abans no es completa la cicatrització, sobre una distància de 10-15 fileres de cèl·lules des de la ferida. En experiments de llinatge cel·lular amb puc, s'ha vist que la majoria de cèl·lules del blastema s'origina de cèl·lules amb la via JNK activa. L'activitat de puc ha resultat ser un molt bon marcador de les fronteres del blastema. De manera interessant, la mort cel·lular no sembla jugar un paper important en la regeneració dels discs d'ala. L'anàlisi clonal mostra una estreta relació entre el nombre, la freqüència i la forma (orientació de la divisió cel·lular) dels clons, amb la disparitat de valors posicionals confrontats per la cicatrització. Finalment, els experiments de llinatge suggereixen que els compartiments no es reespecifiquen durant la regeneració. Aquests resultats són consistents amb la idea de que la regeneració dels discs imaginals de Drosophila no és un procés epimòrfic estricte i que la proliferació és estimulada, de manera independent de la cicatrització, en una àmplia àrea de la ferida per l'activitat de la via JNK. Després de la cicatrització, la regeneració és conduïda per les disparitats posicionals entre les superfícies contraposades, a través d'una proliferació diferencial i una divisió cel·lular orientada. Per últim, s'ha examinat la formació del patró durant la regeneració. En el desenvolupament, la formació del patró en l'eix Pr/Ds té lloc seguint una seqüència precisa i està mitjançada per la distalització i intercalació és a dir, els nous destins s'afegeixen a la punta i alguns són intercalats entre dos destins preexistents. Durant la regeneració es reprodueix el patró normal que s'aconsegueix durant el desenvolupament però, des d'un punt de partida diferent. La seqüència de formació del patró observada, difereix del desenvolupament. Durant la regeneració, els marcadors posicionals reapareixen de manera semi-simultània i amb solapaments i després, quan el teixit creix, són refinats en dominis discrets reproduint el patró normal.

[eng] My thesis has been focused on the study, at different levels, of the regenerating process in imaginal discs of "Drosophila melanogaster". On one hand we described the process of wound healing by studying epithelial and cytoskeletal dynamics, and the involvement of the Djun kinase signaling pathway (JNK). A second part of my thesis involved the study of the mechanism of regeneration and the dynamics and origin of the blastema. This was addressed by analyzing cell proliferation (S and M phases of the cell cycle), cell death, cell lineage and by clonal analysis. Finally, the question of how pattern formation occurs during regeneration was addressed using the leg disc and its pattern of gene expression along the proximal-distal axis. Main conclusions are: 1) wound healing in imaginal discs implies the formation of purse-string forces, filopodia protrusion and cell shape changes and is regulated by the JNK signaling pathway. 2) Proliferation is specifically localized to the regenerating area and shows higher number of dividing cells where more tissue needs to be regenerated. 3) Regenerated cells derive from the desdetermination of intact cells at the edge of the wound. 4) Regeneration reproduces the normal pattern achieved during development but following a different sequence of gene expression.