Développement du système nerveux 2024 - A. Ruiz i Altaba PDF

 Grands Principes - 2024 Développement et malformations du système nerveux central De la gouttière neurale aux hémisphères SpeakUp room: brain101 Prof. A. Ruiz i Altaba Room key: 74421 Faculté de Medecine ...

 Grands Principes - 2024 Développement et malformations du système nerveux central De la gouttière neurale aux hémisphères SpeakUp room: brain101 Prof. A. Ruiz i Altaba Room key: 74421 Faculté de Medecine  Sources principales: (Aussi parties des modules 7,8). * Bear, Connors & Paradiso, Neurosciences, - Chapitre 7 Moore, Persaud, Torchia, The developing human Chapitre 5: 4-8 semaines (Diapos de ces ouvrages et autres) Titre expliquant le contenu de la diapositive" IMPORTANT EXEMPLE CLINIQUE APPROCHE EXPERIMENTALE QUESTION NON RESOLUE POUR LES SPECIALISTES  Le tube neural et la différenciation cellulaire - La formation du cerveau et du cortex cérébral - Mécanismes de formation des axes: A-P et D-V - L’entretien cellulaire du cerveau adulte: cellules souches Exemples de malformations et maladies Anencéphalie, spina bifida, hydrocéphalie, lissencéphalie, microcéphalie, cyclopie, tumeurs cérébrales  - Le tube neural et la différenciation cellulaire https://clemedicine.com/8-developpement-du-systeme-nerveux/  Crêtes neurales Tube neural Canal neural Vers la fin de la 4ème semaine  Neurogenèse Divisions cellulaires et migrations Tube neural versus crêtes neurales https://www.youtube.com/watch?v=WmqvOUBh2cc https://www.youtube.com/watch?v=vvBBFOu9h1w Liens avec les cours du Prof. Pedro Herrera  Points clés La plaque neurale se forme avant la 4ème semaine. La plaque devient un tube durant la 4ème semaine. Le tube se ferme du centre aux pôles : les neuropores. La plaque et le tube sont formés par des cellules peu différenciées : le neuroépithélium. Différenciation cellulaire du tube neural : prolifération des cellules souches qui restent en contact avec le canal central. Les cellules différentiées perdent ce lien et migrent vers l’extérieur. Formation des couches et des sous-populations par vagues des neuroblastes/neurones en voie de différenciation. Le temps de différenciation et la position sont les clés pour déterminer le destin final des précurseurs. - La formation du cerveau et du cortex cérébral https://clemedicine.com/8-developpement-du-systeme-nerveux/ D. Felleman https://med.uth.edu/nba/wp-content/uploads/sites/29/2019/04/Cortical-circuit-development-and-plasticity-2019-final.pdf Wonders and Anderson 2006  Points clés Le tube neural se déforme : le cerveau grandit : prosencéphale, mésencéphale et rhombencéphale. Le tube neural se courbe : formation des vésicules cérébrales. L’axe A-P devient complexe. Le cortex cérébral, dérivé de la partie dorsale du prosencéphale, grandit rapidement. Différenciation et croissance asymétrique le long de l’axe D-V. Le plan bilatéral du corps et du tube neural génère les hémisphères : le canal central du tube se déforme. Formation des couches du cortex par vagues de neuroblastes/ neurones en voie de différenciation. Le temps de différenciation et la position des précurseurs sont les clés pour déterminer l’identité des neurones. Les interneurones corticaux sont d’origine ventrale : leurs précurseurs migrent vers le cortex. La forte croissance du cortex génère les sillons et circonvolutions. - Mécanismes de formation des axes A-P et D-V La diversité moléculaire précède la différenciation neuronale Axe antéro-postérieur (A-P) Wexler & Geschwind 2007 From B.M. Carson’s Human Embryology and Develomental Biology Induction d’une zone ventrale secondaire par une greffe de notochorde N. Stifani Frontiers in Neuroscience, 2014  d Un gradient de Hedgehog définit la différenciation des neurones moteurs Labo du prof. T. Jessell, Columbia U.  Points clés L‘axe A-P de l’humain adulte ne correspond pas à l’axe A-P embryonnaire ou l’axe A-P des mammifères quadrupèdes. Les courbures du SNC font que l’axe D-V n’est pas perçu comme perpendiculaire à l’axe A-P. La différenciation cellulaire du SNC dérive de et génère l’hétérogénéité moléculaire. Des systèmes de signalisation moléculaires (morphogènes) et leur compartimentation le long des axes du tube sont essentiels pour la différenciation des types neuronaux et leur connectivité au long des axes. Exemple des gènes HOX pour l’axe A-P. Exemple de SONIC HEDGEHOG (SHH) et BMP/WNT pour l’axe D-V. Le temps de différentiation et la position des précurseurs sont les clés pour déterminer l’identité des neurones.  pause Speak up room: brain01 Room key: 74421 - L’entretien cellulaire du cerveau adulte: cellules souches  DOI: 10.1016/ S1369-7021(12)70136-0  Localisation des niches de cellules souches dans le cerveau https://kids.frontiersin.org/article/10.3389/frym.2016.00020 Fred H. Gage Science 2019;364:827-828 L’exercice stimule les cellules souches du cerveau  1 semaine 4 semaines control coureur L’exercice augmente la quantité de cellules souches dans l’hippocampe van Praag et al., 1999; https://doi.org/10.1038/6368  ‘Minicerveaux’ à partir des cellules souches embryonnaires Voir https://www.youtube.com/watch?v=WrsPhkpooUQ J. Knoblich iBiology.org  https://www.ucsf.edu/news/2020/01/416526/not-brains-dish-cerebral-organoids-flunk-comparison-developing-nervous-system  Points clés Il y a des cellules souches dans la plupart des organes et tissus. Dans le cerveau adulte, on les trouve à deux endroits: la ZSV du ventricule latéral et la couche subgranulaire du gyrus denté de l’hippocampe. Elles subsistent dans des niches spécialisées. Dans l’hippocampe des nouveaux neurones dérivés des cellules souches s’intègrent dans des circuits préexistants. Plusieurs stimuli agissent sur les comportements des cellules souches: notamment, l’exercice stimule leur prolifération. Des minis cerveaux avec différenciation cellulaire et des axes rudimentaires se forment in vitro par agrégation, prolifération et différenciation des cellules souches embryonnaires lorsque les conditions sont appropriées. Principe d’organisation intrinsèque. - Exemples de malformations et maladies Anenchéphalie Spina bifida Hydrocéphalie https://www.youtube.com/ watch?v=1GtD-ul0VQw Voir https://www.youtube.com/watch?v=jlDZA2PNW2o https://www.youtube.com/watch?v=6Ii_v3t9hpU Osmosis Children’s Hospital of Philadelphia  Points clés Des défauts à chaque étape du développement du tube neural peuvent générer des malformations et maladies. Le manque de clôture du neuropore antérieur génère l’annencéphalie. Celle du neuropore postérieur, la spina bifida. Le degré de la maladie est en relation avec le degré de perturbation. Changements de la pression intraventriculaire peut générer une hydrocéphalie  Lissencéphalie Microcéphalie Cyclopie Tumeur cérébrale Croissance du cortex  Lissencéphalie 1/100,000 naissances Absence de sillons, migration anormale, désorganisation des couches du cortex Brain-disease-gyrification.png: Lefèvre J, Mangin J-F (2010) doi:10.1371/journal.pcbi.1000749 Microcéphalie Kalyanasundaram et al., 2003  Holoprosencéphalie et Cyclopie Srinivasan et al., 2014 DOI : 10.7860/JCDR/2014/7866.4651 Nanni et al., 2000, Friontiers in Bioscience  Holoprosencéphalie causée par une mutation du gène SHH Traiffort et al., 2016 www.mdpi.com/2221-3759/4/3/28 Bertolacini et al., 2010; doi:10.1016/j.braindev.2009.02.014  Medulloblastome Ruiz i Altaba et al., 2002 doi:10.1038/nrn704  Points clés La croissance du cortex est déterminée par l’évolution. Les quadrupèdes non-primates ont souvent des cortex sans sillons ou circonvolutions, car il y a une quantité inférieure de neurones et couches en comparaison avec l’humain. Des malformations et maladies chez l’humain sont aussi liées à une production insuffisante de cellules (neurones et glie). Les exemples de microcéphalie, holoprosencéphalie et cyclopie. Des cas d’holoprosenchéphalie sont dus à un manque d’expression du morphogène SONIC HEDGEHOG (SHH). Par contre, une surexpression de SHH peut provoquer un cancer. Exemple du médulloblastome.  Développement et malformations du système nerveux central de la gouttière neurale aux hémisphères Merci!  questions Speak up room: brain101 Room key: 74421