PKD2-dependent sensing mechanism in Kupffer’s vesicle: how it affects the left-right axis establishment in zebrafish - Jacinto, Ana Raquel Marques (2020)
RESUMO: Estabelecimento do eixo Esquerda-Direita (ED) é um processo complexo que ocorre cedo durante o desenvolvimento. Exige a integração de várias vias de sinalização, tais como TGF- β, Notch, Wnt e Cálcio. Também envolve a coordenação de dinâmica de fluídos, difusão de morfogénios e movimento ciliar. Tudo junto e coordenado no tempo leva à correta localização dos órgãos internos. Problemas no estabelecimento deste eixo estão normalmente associados a doenças crónicas. As primeiras decisões assimétricas acontecem numa pequena e transiente estrutura chamada o Organizador Esquerda Direita, uma estrutura ciliar que existe em vários vertebrados. Cílios móveis geram um fluxo de fluido assimétrico que se traduz numa expressão génica assimétrica entre o lado esquerdo e o lado direito. Estes sinais são depois transferidos à Mesoderme Lateral, o tecido que mais tarde dá origem ao coração e influencia a endoderme que dá origem a órgãos como o fígado e o pâncreas. No Capítulo 2, focámo-nos em tentar compreender como é que as vias de sinalização se coordenavam para decidir entre um cílio móvel e imóvel no Organizador. Embora a expressão de Foxj1a em todas as células do Organizador produza cílios com ultra-estrutura compatível com motilidade, a decisão entre mover ou não é exclusiva da via de sinalização Notch. A seguir, focámo-nos em caracterizar Pkd2, um canal de cálcio importante no estabelecimento do eixo ED. Este canal está associado ao Pkd1l1, uma molécula com domínios capazes de sentir fluido e responder com entrada de cálcio na célula. No Capítulo 3, questionámos se não ter fluxo no Organizador tinha o mesmo impacto que não ter um mecanismo para sentir esse fluxo através da ausência do Pkd2. A única manipulação que não afetou a arquitetura do Organizador foi remover o Pkd2 apenas nas células do Organizador, o que não é muito eficiente e tem impacto na velocidade do fluxo dentro do Organizador. Ainda assim, todas as manipulações efetuadas deram o mesmo fenótipo: randomização da posição dos órgãos. No Capítulo 4, fizemos um estudo de transcritómica usando apenas as células do Organizador em embriões normais ou injetados com morpholino contra o Pkd2. Embora não tenhamos encontrado genes com expressão assimétrica à volta do Organizador, encontramos quatro novos genes que influenciam o estabelecimento do eixo: cacybp, frzb, pvalb6 e ncl1. No Capítulo 5, focámo-nos na ncl1, um gene nunca antes associado ao estabelecimento do eixo e que atua como antagonista da via de sinalização TGF-β ao influenciar a secreção de Lefty e influenciando a padronização da mesoderme-endoderme. Nós descobrimos que este gene impactua no estabelecimento do eixo, provavelmente ao influenciar a secreção de algum elemento da via de sinalização TGF-β. No Capítulo 6, focámo-nos em estabelecer o peixezebra como um bom modelo para estudar toxicidade no rim em resposta a fármacos. Em suma, os resultados apresentados nesta tese providenciam novas pistas para o estabelecimento do eixo ED, desde o movimento do cílio a novos genes a jusante do Pkd2 e do cálcio. Também reforçámos a ideia de que o peixe-zebra pode ser um bom modelo para estudar doenças humanas.