UE6 Embryologie - PASS 2024-2025 PDF

PASS 2024-2025 COURS UE6 Embryologie Thèmes : 3ème semaine de développement Table des matières I. INTRODUCTION............................................

PASS 2024-2025 COURS UE6 Embryologie Thèmes : 3ème semaine de développement Table des matières I. INTRODUCTION....................................................................................................................................2 II. EVENEMENTS de la GASTRULATION...............................................................................................2 1. Mise en place de la ligne primitive (LP)...............................................................................................3 2. Formation du disque tridermique..........................................................................................................4 3. Croissance du disque embryonnaire......................................................................................................4 4. La répartition du mésoblaste intra-embryonnaire.................................................................................6 5. Les conséquences de la gastrulation.....................................................................................................7 III. La mise en place de la chorde dorsale ou notochorde...........................................................................8 IV. Les gènes de la gastrulation....................................................................................................................10 V. L’établissement des axes corporels embryonnaires:...............................................................................11 VI. Événements étrangers à la gastrulation...............................................................................................12 1. La mise en place de l’allantoïde..........................................................................................................12 2. L’apparition de certaines ébauches.....................................................................................................12 Les astérisques * que vous verrez sont des indications sur ce qui est déjà tombé ces 2 dernières années (2021 et 2022) au concours. * = Item tombé 1 seule fois. ** = Item tombé 2 fois ou plus. RAPPELS : A la fin de la SD2, l’embryon en cours de formation est constitué de - 2 feuillets : hypoblaste ou endoderme primitif et épiblaste - 2 cavités : La cavité amniotique et la vésicule vitelline secondaire recouvertes par du mésoblaste externe, respectivement la somatopleure et la splanchnopleure extraembryonnaires Page 1 sur 13  I. INTRODUCTION La SD3 regroupe plusieurs phénomènes complexes entraînant des modifications profondes de l’embryon. La gastrulation (étape la plus marquante) correspond à un mécanisme de mi- gration cellulaire coordonnée aboutissant à la mise en place des 3 feuillets fondamentaux de l’embryon. Elle marque le passage du disque embryonnaire didermique au disque trider- mique. Chacun des feuillets mis en place participe à la formation des tissus embryonnaires puis adultes. Les mouvements de cellules impliquent : - des modifications du cytosquelette des cellules, - une réorientation de leur réseau de microtubules, - des modifications coordonnées des systèmes adhésifs des cellules en migration et de celles qui servent de support à la migration. Ceci fait intervenir les CAM (Cellular adhesion molecules) et les molécules de la MEC (ex : fibronectine) ainsi que leurs récepteurs. Une augmentation de la communication cellulaire directe en particulier par l’intermédiaire de jonctions communicantes. II. EVENEMENTS de la GASTRULATION La gastrulation se déroule du 15ème au 18ème jour de développement et commence par la mise en place de la ligne primitive (LP) à J15 *. REMARQUE de la prof : lorsqu’elle donne un intervalle par exemple J15 à J18, c’est approximatif, elle ne mettra pas au concours de pièges du type (J16-J19 ou autres en comptant faux). Par contre lorsque le jour précis est indiqué du type J15 pour la mise en place de la LP, c’est ce jour et pas un autre !! Page 2 sur 13  1. Mise en place de la ligne primitive (LP) Au 15eme jour de développement le disque embryonnaire vu par sa face dorsale, présente une forme ovalaire. A ce stade on retrouve 2 feuillets : - hypoblaste au contact de la VV2 - épiblaste au contact de la cavité amniotique. Le 1er évenement marquant de la SD3 est l’appari- tion vers le J13 d’un épaississement rectiligne à la surface de l’épiblaste : la Ligne Primitive (LP) *. Elle est initialement visible au niveau de l’extrémité caudale * de l’embryon puis s’étend en direction cé- phalique jusqu’au centre du feuillet épiblastique *. Elle se termine à son extrémité antérieure ** par un renflement de cellules épiblastiques entourant une petite dépression : le nœud de Hensen *. La ligne primitive représente la 1ère structure visible de l’axe lon- gitudinal médian ou axe céphalo-caudal. Elle matérialise le plan de symétrie bilatéral en délimitant une moitié droite et une moitié gauche. L’axe dorso ventral a été déterminé à la SD2 à la mise en place des 2 feuillets. Vers J16, des cellules épiblastiques prolifèrent et modifient leurs propriétés d’adhérence par la répression de l’expression de la E-cadhérine *. Cette E cadhérine relit les cel- lules épiblastiques les unes aux autres. Ainsi, ces dernières migrent vers la LP puis prennent un aspect renflé, se détachent de l’épiblaste et glissent en dessous de lui. Ce mouvement de cellules vers l’intérieur, est désigné sous le nom d’invagination. Ce phénomène est sous le contrôle du Facteur 8 de croissance fibroblastique, FGF-8, sécrété par les cellules de la Ligne Primitive *. Il contrôle la migration cellulaire par l’intermédiaire de l’a E-Cadhérine. Page 3 sur 13  2. Formation du disque tridermique Après l’invagination, un contingent de cellules repousse l’hypoblaste et forme l’entoblaste. Un autre contingent de cellules se développe entre l’épiblaste et l’entoblaste et forme le mésoblaste intraembryonnaire. Les cellules épiblastiques restantes constituent l’ectoblaste. Ainsi, l’épi- blaste par la gastrulation est à l’origine des 3 couches cellulaires de l’embryon tridermique. 3. Croissance du disque embryonnaire Au fur et à mesure de l’invagination des cellules épiblastiques, le mésoblaste intraembryonnaire s’étend en direction latérale et crâniale. Petit à petit les cellules migrent jusqu’au-delà du bord du disque et entrent en contact avec le mésoblaste extraembryonnaire qui tapisse la VV2 et la cavité amniotique. En direction crâniale, les cellules mésoblastiques passent de part et d’autre de la membrane pharyngienne : à ce niveau, ecto et endoblaste adhèrent intimement. Cette dernière représente la future ouverture de la cavité buccale. De même, à l’extrémité caudale, au niveau de la membrane cloacale, les cellules mésoblastiques ne s’interposent pas entre l’ecto et l’endoblaste. PAS DE MESOBLASTE INTRAEMBRYONNAIRE AU NIVEAU DE LA MEMBRANE PHARYNGIENNE ET DE LA MEMBRANE CLOACALE **. Page 4 sur 13 La gastrulation progresse selon un gra- dient céphalo-caudal qui induit une avan- cée de développement de la région cépha- lique par rapport au pôle caudal * *. Ainsi, d’aspect initial plat et circulaire, le disque embryonnaire s’allonge progressi- vement, l’extrémité crâniale s’élargit et l’extrémité caudale demeure étroite. L’expansion de la région céphalique est due à une migration cellulaire continue en direc- tion crâniale. Page 5 sur 13 Au terme de cette migration, le nœud de Hensen et la LP régressent. Cette régression est visuali- sable par le recul du nœud de Hensen et est accélé- rée par la croissance de la partie antérieure du disque. 4. La répartition du mésoblaste intra-embryonnaire Les courants migratoires de la gastrulation mettent en place 2 territoires mésoblastiques Mésoblaste intra-embryonnaire dorsal  Mésoblaste intra-embryonnaire latéro-ventral La position des cellules migrantes au niveau de la LP détermine leur destination finale. Ainsi, les cellules de l’épiblaste qui migrent et pénètrent dans la LP : - Dans le secteur cranial du nœud de Hensen sont à l’origine de la chorde dorsale ou notochorde. - Dans le secteur plus latéral du nœud de Hensen forment le mésoblaste para-axial. - A partir de la partie moyenne de la LP => mésoblaste intermédiaire - A partir de la partie caudale de la LP => lames latérales. - A partir de l’extrémité caudale=> continuité le mésoblaste intra et extra embryonnaire. Ici un schéma qui représente en couleur ce qui vient d’être énoncé. PLUS ON EST CAUDAL => PLUS ON EST LATERAL !! Page 6 sur 13 En région céphalique, le mésoblaste intraembryonnaire contourne la membrane pharyngienne et forme d’avant en arrière le septum transversum correspondant à la future ré- gion du diaphragme et l’aire cardiaque. Cette zone située en avant de la membrane pharyngienne est temporairement en région extraembryonnaire. 5. Les conséquences de la gastrulation La gastrulation a 2 conséquences fondamentales : Possibilités d’interactions tissulaires -> induction neuronale Etablissement du plan de base du corps Page 7 sur 13 III. La mise en place de la chorde dorsale ou notochorde. Description du schéma à droite : Nous allons voir maintenant voir la mise en place de la chorde dorsale ou notochorde. Si on regarde le disque embryonnaire à droite, il est en position dorsale et d’un point de vue histologique c’est du tissu (feuillet) ectoblastique. On reconnait le pôle céphalique, le pôle caudal, la membrane cloacale (région di- dermique), la membrane pharyngienne elle aussi didermique. A la 3ème semaine de développement, s’est mis en place la ligne primitive à partir du 15ème jour. Cette ligne primitive est sur l’axe médian et se dirige en direction céphalique. Elle possède à son extrémité terminale une petite dépression que l’on appelle Nœud de Hensen. Nous avons vu les mouvements migratoires des cellules d’origine épiblastique par un phénomène d’invagination et de migration vont aller coloniser l’ensemble du disque embryonnaire. Au cours de ce mouvement de migration les cellules changent de programme génétique pour devenir soit ento- ou endoblastique (feuillet ventral) ou pour se mettre soit entre le feuillet épi- ou ectoblastique et le feuillet ento-ou endoblastique (entre le feuillet dorsal et ventral) pour former le mésoblaste intra-embryon- naire. On a vu qu’en fonction du point de départ de ces cellules, elles savaient quel territoire du disque embryon- naire elles devaient coloniser. Pour la mise en place de la notochorde, c’est très simple on va s’intéresser aux cellules qui migrent à partir du nœud de Hensen. Ces cellules vont rester dans l’axe médian. - Le canal chordal Vers le 19ème jour de développement, la progression des cellules d’origine épiblastique à partir du nœud de Hensen en direction céphalique et le long de l’axe médian, constitue un cordon cellulaire qui se creuse d’une lumière et s’organise en canal chordal. Le canal chordal est ouvert à son extrémité antérieure et à son extrémité postérieure. Son ouverture postérieure lui permet d’être, par le nœud de Hensen, en communication avec la cavité amniotique. Ce canal chordal progresse en direction céphalique entre l’épiblaste et l’entoblaste. → Sous l’épiblaste, ce canal chordal forme le prolongement céphalique. Page 8 sur 13 - Plaque chordale Vers le 20ème jour du développement, le plancher du canal chordal fusionne avec l’hypoblaste sous-jacent. Le canal chordal fusionne avec l’hypoblaste. Le tout se résorbe de sorte que le canal chordal se transforme en plaque chordale. Il en résulte une communication entre la cavité amniotique et la vésicule vitelline secondaire à partir du nœud de Hensen : le canal neurentérique qui est temporaire. À ce stade, comme les feuillets sont en train de se mettre en place on peut parler: - D’entoblaste, d’endoblaste ou d’hypoblaste - D’épiblaste ou d’ectoblaste. Les termes ne sont pas encore strictement définis à ce stade. - Notochorde, chorde dorsale ou mésoblaste axiale: Lorsque l’hypoblaste est remplacé par des cellules entoblastiques : les cellules de la plaque chorale proli- fèrent et forment un cordon cellulaire plein appelé notochorde. La notochorde ferme le canal neurentérique et se détache de l’entoblaste. La notochorde sert de base au développement du squelette axial. * Elle correspond à du mésoblaste axial car il est sur l’axe médian, formé à partir des cellules qui ont migré par le nœud de Hensen. Rappel: Plus les cellules sont caudales plus elles vont migrer latéralement. Les cellules qui migrent en arrière du nœud de Hensen vont former le mésoblaste para-axial. Celles qui sont plus en arrière vont donner le mésoblaste intermédiaire et celles qui sont encore plus en ar- rière vont donner le mésoblaste latéral. Page 9 sur 13 Description du schéma: - En bleu : c’est l’amnios. - Le mésoblaste qui entoure la cavité amniotique : la somatopleure. - Le mésoblaste qui entoure la vésicule vitelline secon- daire : la splanchnopleure. - Splanchnopleure et somatopleure sont reliées au mé- soblaste de la plaque choriale par un mésoblaste appelé : le pédicule embryonnaire. - La membrane cloacale en région caudale (feuillet didermique) et la membrane pharyngienne en région céphalique. - Le mésoblaste qui se met en place à partir du nœud de Hensen (en rouge). IV. Les gènes de la gastrulation. La mise en place de la ligne primitive: - Sous la dépendance de l’expression du : gène Nodal *. Développement du nœud de Hensen: - assuré par HNF3 *. Une fois la ligne primitive formée, de nombreux gènes régulent la formation du mésoblaste ventral et dorsal ainsi que la mise en place des structures céphaliques et caudales. La protéine 4 morphogénétique de l’os : BMP4, est sécrétée dans toute l’étendue du disque embryon- naire. FGF (facteur de croissance fibroblastique) et BMP4: -Action ventralisante sur le mésoblaste. -Permettent d’individualiser le mésoblaste intermédiaire et les lames latérales. Tout le mésoblaste se ventraliserait si l’action du facteur BMP4 n’était pas neutralisée par d’autres gènes. Nordin, chordin et follistatin exprimés dans le nœud de Hensen: - Inhibent l’action de BMP4 (permettent au mésoblaste de se dorsaliser). - Permettent au mésoblaste cranial de se dorsaliser en notochorde et d’agir dans l’induction neurale dans la région craniale. Dans les régions moyennes et caudales de l’embryon, la régulation de la formation du mésoblaste dor- sal est contrôlée par le gène Brachyury. Page 10 sur 13  V. L’établissement des axes corporels embryonnaires : Les axes cranio-caudal, dorso-ventral et gauche-droite du corps de l’embryon se déterminent avant et pendant la période gastrulation. L’axe cranio-caudal Il est signalé par les cellules situées dans une zone antérieure du disque embryonnaire. Dans cette zone sont exprimés les gènes essentiels à la formation de la tête et à la détermination de l’extrémité crâniale de l’embryon avant la gastrulation. - Les facteurs de transcription OTX2, LIM1, HESX1. - Le facteur Cereberus. Ces gènes déterminent l’extrémité crâniale de l’embryon avant la gastrulation. L’axe dorso-ventral Rappel : La ligne primitive est sous la dépendance de l’expression du gène Nodal. Une fois la ligne formée, de nombreux gènes régulent la formation du mésoblaste ventrale et dorsal dont BMP4. L’asymétrie droite-gauche Elle s’établit dès le début du développement lors de l’apparition de la ligne primitive *. La sécrétion de FGF8 par le nœud de Hensen et la ligne primitive induit l’expression du gène Nodal dans une zone située à gauche, à proximité du nœud. Lors de l’induction de la plaque neurale : - FGF8 maintient l’expression de Nodal dans la lame latérale du mésoblaste ainsi que celle de Lefty 2. - Lefty 1 s’exprime à la face ventrale du tube neurale. -Nodal et Lefty 2 assurent la régulation de l’expression de PITX2 *. - PITX2 envoie des facteurs déterminants pour la latéralisation gauche de l’embryon et pour les ébauches d’organes situées à gauche comme le cœur, l’estomac et l’intestin primitif. Page 11 sur 13 - Sonic Hedgehog (SHH), exprimé par la noto- chorde, va inhiber le passage à droite des gènes de latéralisation gauche. - Le gène Snail intervient dans la latéralisation droite *. Pour former le côté gauche, on a les gènes : - FGF8, Nodal, PITX2, Lefty 1 et Lefty 2 *. Pour former la moitié droite : - Sonic Hedgehog va empêcher le passage à droite du produit d’expression des gènes de latéralisation gauche *. - Snail permet la latéralisation droite *. VI. Événements étrangers à la gastrulation A la troisième semaine de développement, il y a des structures qui apparaissent mais qui ne sont pas liées à la gastrulation. 1. La mise en place de l’allantoïde. À partir du 16ème jour se met en place une annexe embryonnaire que l’on appelle allantoïde *. L’allantoïde est un diverticule de la vésicule vitelline localisé en arrière de la membrane cloacale. Il progresse dans l’intérieur du pédicule embryonnaire. L’allantoïde se met en place en même temps que la membrane cloacale. 2. L’apparition de certaines ébauches Avant même que soit terminer leur mise en place définitive, les trois feuillets commencent à subir des modi- fications. L’ectoblaste commence à fournir à la fin de la 3ème semaine, dans sa partie axiale, la plaque neurale qui représente la première ébauche du système nerveux. Le mésoblaste latéral amorce sa division : - Les ébauches cardio-vasculaires se mettent en place : une partie du mésoblaste migre vers la partie an- térieure du disque embryonnaire en avant de la membrane pharyngienne. Cette position est temporairement extra-embryonnaire et constitue l’ébauche cardiaque. Page 12 sur 13 - En même temps, des ilots angio-formateurs ou ilots de Wolf et Pander apparaissent dans le mésoblaste extra-embryonnaire. - Au 20ème jour du développement, dans le mésoblaste extra-embryonnaire à la partie postérieure de la vésicule vitelline et près de l’allantoïde quelques dizaines de cel- lules s’individualisent. Ces cellules d’origine épiblastique sont les gonocytes pri- mordiaux : ce sont les cellules souches des futures gamètes *. Ces gonocytes primordiaux sont temporairement en positon extra-embryonnaire. Le disque embryonnaire à la fin de la 3ème semaine de développement Le disque embryonnaire est : - De forme ovalaire - Tridermique - Ses trois feuillets sont : l’ectoblaste en position dorsale, l’ento- ou endoblaste en position ventrale, et le mésoblaste entre les deux avec ses composantes axiales et latérales. Deux annexes, en forme d’hémi-coupole, jouxtent ce disque embryonnaire : la cavité amniotique au- dessus et de la vésicule vitelline secondaire en dessous. Le tout est enveloppé par le mésoblaste extra-embryonnaire qui prend le nom de splanchnopleure et de somatopleure. - Splanchnopleure et sompatopleure extra-embryonnaires sont réunis à leur point de jonction zu niveau des lames mésoblastiques intra-embryonnaire. Cet ensemble baigne dans la cavité choriale ou coelome extra-embryonnaire. Le pédicule embryonnaire qui contient l’allantoïde relit cet ensemble par sa partie caudale au méso- blaste extra-embryonnaire qui forme la lame choriale *. Le tout est entouré par le chorion (= cytotrophoblaste + mésoblaste extra-embryonnaire de la lame cho- riale). Page 13 sur 13