Première Semaine Développement Embryon Préimplantatoire (2024-25) PDF

LA PREMIÈRE SEMAINE DU DÉVELOPPEMENT LʼEMBRYON PRÉIMPLANTATOIRE Pr Célia RAVEL Service de Biologie de la Reproduction-CECOS PASS 2024-25  DÉVELOPPEMENT DU PRÉ-EMBRYON (EMBRYON PRÉ-IMPLANTATOIRE) L’embryon pré-implantatoire ou pré-e...

LA PREMIÈRE SEMAINE DU DÉVELOPPEMENT LʼEMBRYON PRÉIMPLANTATOIRE Pr Célia RAVEL Service de Biologie de la Reproduction-CECOS PASS 2024-25  DÉVELOPPEMENT DU PRÉ-EMBRYON (EMBRYON PRÉ-IMPLANTATOIRE) L’embryon pré-implantatoire ou pré-embryon 7 jours de liberté Culture in vitro de l’embryon humain PASS 2024-25  DÉVELOPPEMENT DU PRÉ-EMBRYON (EMBRYON PRÉ-IMPLANTATOIRE) 16h 25h 48h 72h J4 J5-J6 Zygote 2 cellules 4 cellules 8 cellules morula blastocyste PASS 2024-25  DÉVELOPPEMENT DU PRÉ-EMBRYON (EMBRYON PRÉ-IMPLANTATOIRE) 16h 25h 48h 72h J4 J5-J6 Zygote 2 cellules 4 cellules 8 cellules morula blastocyste Segmentation (J1-J4) Blastocyste (J5-J6) Stade des clivages ( J1-J3) Compaction (J4) Eclosion (J6-J7) PASS 2024-25  LA SEGMENTATION Pendant son séjour dans la trompe, l ’embryon subit une série de divisions cellulaires, appelées segmentation ou clivage, qui ne s ’accompagnent d’aucune croissance: la morula n’est pas plus volumineuse que le zygote et l ’embryon reste inclus dans la ZP. PASS 2024-25  L ʼACTIVATION DU GÉNOME EMBRYONNAIRE La participation maternelle Comme dans toutes les espèces, le génome embryonnaire est au début inactif ( pas de transcription). Les premiers stades de développement s ʼeffectuent donc en l ʼabsence de synthèse d ʼARN Lʼembryon dépend alors de son héritage maternel : en ARN messagers ( transcrits) en protéines présents dans le cytoplasme ovocytaire et accumulés au cours de la période de croissance et au cours de la maturation cytoplasmique finale. Toute altération des réserves ovocytaires aura un retentissement sur le développement de l ʼembryon PASS 2024-25  L ʼACTIVATION DU GÉNOME EMBRYONNAIRE Cette dépendance ne dure pas: L ʼembryon prend le contrôle de son développement Les protéines nouvellement synthétisées le sont désormais par l ʼembryon et, à partir de ce stade, si l ʼon ajoute des inhibiteurs de la transcription à son milieu de culture, son développement in vitro s ʼarrête. Cette transition materno-zygotique (TMZ) prend place chez l ʼhumain entre les stades 4 et 8 cellules Il y a donc coexistence pendant la période préimplantatoire des 2 types d ʼinformation génétique: maternelle et zygotique qui devient prépondérante. Les synthèses protéiques de l ʼembryon ne subiront un accroissement quantitatif majeur quʼà partir du stade blastocyste PASS 2024-25  BLASTOMÈRES Les premiers blastomères: sont des cellules sphériques Apolaires (sans différence entre les pôles apical et basal) Dépourvues de jonctions intercellulaires Dissociables les unes des autres (propriété utilisée pour le diagnostic pré-implantatoire) Jusqu’au stade 8 cellules, l’individualisation des blastomères reste totale microvillosités de surface aident à maintenir le contact Les blastomères individuels demeurent visibles jusqu’au stade 16 cellules chez lʼhumain les blastomères sont totipotents PASS 2024-25  LA TOTIPOTENCE: ÉVOLUTION Totipotent À partir du stade morula, perte définitive de la totipotence Pluripotent PASS 2024-25 LA TOTIPOTENCE: ÉVOLUTION TROPHOBLASTE (TE) MASSE CELLULAIRE INTERNE (MCI) À partir du stade blastocyste: deux lignées Pluripotent PASS 2024-25  STADE DE PRÉCOMPACTION Les blastomères individuels demeurent visibles jusqu’au stade 16 cellules chez lʼhumain Les blastomères occupent des positions équivalentes dans la morula : une face interne en regard dʼautres blastomères une face externe saillante au contact de la zone pellucide. Leur membrane cytoplasmique: perméable aux petites molécules présente des microvillosités sur toute sa surface. PASS 2024-25  LA COMPACTION Des jonctions de divers types se forment entre les blastomères Jonctions communicantes ou gap-junctions (perméables aux molécules < 1000 D), formées par l ʼassociation de 6 molécules de connexine (connexon) Jonctions adhérentes favorisant l ʼassociation entre cellules (rôle du Ca et de la E-cadhérine) Jonctions serrées assurant l ʼétanchéité PASS 2024-25  LA COMPACTION Blastomères périphériques de la morula adhèrent les uns aux autres par leurs faces latérales leur forme arrondie s ʼestompe, les limites entre les blastomères deviennent indistinctes la morula prend un aspect compact La segmentation se poursuit dans la morula Certains blastomères distribués au centre: blastomères internes, plus petits, en contact avec les autres cellules par toute leur surface, 10 à 12 dans un embryon de 32 cellules. donneront le bouton embryonnaire ou masse cellulaire interne (fœtus ) PASS 2024-25  LA MORULA COMPACTÉE Les blastomères périphériques: présentent leur face libre à la ZP se polarisent : microvillosités apicales noyau basolatéral. Ils seront à l ʼorigine du trophectoderme ( placenta) Trophectoderme = couche externe du blastocyste, qui se différencie en trophoblaste. Trophoblaste = cellules dérivées du trophectoderme, responsables de former le placenta et de permettre l’implantation dans l’utérus. Le devenir des cellules ne dépend que de leur position ( expériences chez l ʼanimal : blastomères isolés marqués et placés à l ʼextérieur ou à l ʼintérieur d ʼune morula donnent soit le trophectoderme, soit la MCI) La spécialisation est définitive PASS 2024-25  IMPORTANCE DE LA VOIE YAP Signalisation YAP1 active dans les cellules externes de l’embryon initiant la transcription de CDX2 TROPHOBLASTE MASSE CELLULAIRE INTERNE Engel-Pizcueta & Pujades Front. Cell Dev. Biol. 2021 formation du trophoblaste. PASS 2024-25 LA CAVITATION La morula, à partir de J4, commence à adsorber des liquides d ʼabord dans des vacuoles intra-cytoplasmiques puis dans les espaces entre les blastomères du fait des jonctions serrées entre blastomères périphériques, le liquide a tendance à s ʼaccumuler au centre de la morula PASS 2024-25  LA CAVITATION L ʼafflux de liquide est du en partie à l ʼactivité de la Na +/K- ATPase avec mouvement actif de Na vers l ʼintérieur et afflux passif d ʼeau par mécanisme osmotique à travers des aquaporines. Sous l ʼinfluence de la pression hydrostatique de ces liquides, une cavité se crée dans la morula qui prend le nom de … PASS 2024-25  BLASTOCYSTE (J5-J6) L ʼembryon a maintenant plus de 32 cellules. Il se présente comme une sphére creuse avec une cavité centrale remplie de liquide le blastocoele Il y a différenciation en 2 types distincts de cellules -1) les cellules du trophectoderme formant un feston qui borde la cavité blastocoelique. Différenciation du trophectoderme sous lʼinfluence de la E- cadhérine zygotique -2) les cellules de la MCI ou « bouton embryonnaire », excentré, au contact du trophectoderme PASS 2024-25  BLASTOCYSTE (J5-J6) Les besoins métaboliques changent: - Le glucose, mal assimilé jusque là (lʼembryon utilise pyruvates, lactates) devient le métabolite-clef - Les besoins en lipides, impliqués dans la constitution des membranes, sʼaccroissent Les synthèses protéiques augmentent considérablement Des facteurs de croissance deviennent essentiels au développement et à la différenciation comme lʼEGF, les TGF a et b et lʼinsuline. Lʼinsuline nʼagit que sur les cellules de la MCI. Dans le diabète maternel mal équilibré leur nombre est réduit. PASS 2024-25  L’EXPANSION DU BLASTOCYSTE Le diamètre du blastocyste humain jeune (J5) est peu différent de celui de l ʼembryon précoce (150 microns environ) malgré la poursuite des divisions cellulaires (phénomènes dʼapoptose régulent la multiplication cellulaire). Puis, sous l’augmentation du fluide du blastocoele, le blastocyste croît et la Zone Pellucide s’aminçit. A J6, le blastocyste présente 100 à 200 cellules, dont un tiers constituent la MCI. PASS 2024-25 LES RÔLES DE LA ZONE PELLUCIDE Barrière spécifique pour les spz Blocage de la polyspermie Poreuse et traversée par les prolongements des cellules de la corona elle permet aux sécrétions de la trompe d ʼatteindre l ʼembryon Maintient la cohésion des blastomères pendant la segmentation Empêche l ʼadhésion à l ʼépithélium tubaire (GEU) PASS 2024-25  EROSION DE LA ZONE PELLUCIDE Une enzyme à activité protéasique est présente sur la membrane plasmique de certaines cellules du trophectoderme: la strypsine. Elle permet l’éérosion et la déhiscence de la ZP. Effet lytiques des sécrétions utérines in vivo PASS 2024-25  L ʼÉCLOSION EMBRYONNAIRE Le blastocyste sous l ʼeffet de tous ces mécanismes finit par sortir hors de la brèche large apparue dans la ZP: c ʼest l’éclosion PASS 2024-25 L ʼÉCLOSION EMBRYONNAIRE Elle a lieu à J6 - J7, PASS 2024-25  A J7 Fin de la première semaine de développement le blastocyste, éclos de sa zone pellucide, est prêt à s ʼimplanter. Bouton embryonnaire ou MCI PASS 2024-25 LES ANOMALIES DES EMBRYONS EN COURS DE CLIVAGE La fragmentation (ou séquestration de fragments de cytoplasme dans l ʼEPV ou entre les blastomères) est fréquente chez l ʼembryon humain. Elle s ʼaccompagne d ʼune réduction de viabilité si >20 % de son volume Lʼarrêt de développement atteint (in vitro) 40 à 50% des embryons, le plus souvent au moment de la TMZ PASS 2024-25 LES ANOMALIES DES EMBRYONS EN COURS DE CLIVAGE In vivo aussi: seuls 50% des oeufs fécondés sont viables 15% FCS (dont 60% dʼorigine chromosomique) 3% d ʼenfants porteurs d ʼanomalies dont 0,6% chromosomiques PASS 2024-25 LES ANOMALIES DES EMBRYONS EN COURS DE CLIVAGE Les anomalies chromosomiques atteignent 40 % des embryons de morphologie et cinétique normales et issus de zygotes à 2 PN (80 % en cas de fragmentation massive) concerne les autosomes les gonosomes Non disjonction des chromosomes (anomalies de nombre) Cassures des chromosomes (anomalies de structure) Elles peuvent se manifester au cours de la 1ère ou de la deuxième division méiotique dans la lignée germinale de l’un des deux parents ou pendant les toutes premières divisions de segmentation. PASS 2024-25 DIAGNOSTIC PRÉ-IMPLANTATOIRE Le DPI est réservé en France au dépistage des maladies transmissibles (monogéniques ou chromosomiques) d’une particulière gravité. Transfert sélectif dʼembryons dépourvus dʼune anomalie génétique donnée Anomalies génétiques Autosomiques récessives ou dominantes Maladies liées au sexe Anomalies chromosomiques constitutionnelles PASS 2024-25 DIAGNOSTIC PRÉ-IMPLANTATOIRE Biopsie de lʼembryon à un stade précoce (J3) Information sur la contribution paternelle Pb: contamination par le sperme Mosaïcisme précoce aspiration blastomère Zone pellucide n >1000 enfants nés n Taux de grossesse global idem FIV n État de santé des enfants idem FIV PASS 2024-25 PRODUCTION DES CELLULES SOUCHES EMBRYONNAIRES (CELLULES ES) Fécondation in vitro en raison d’infertilité Embryons surnuméraires congelés Culture embryonnaire blastocyste Lignées de cellules souches embryonnaires différenciation neurones PASS 2024-25 cellules épithéliales hépatocytes CULTURE DE L’EMBRYON HUMAIN EN LABORATOIRE PASS 2024-25 LA CULTURE DE L’EMBRYON HUMAIN PASS 2024-25  QCM Concernant le développement de l’embryon pré-implantatoire humain : A. Les premiers blastomères (au 2ème jour du développement) sont des cellules polarisées B. Les premiers blastomères (au 2ème jour du développement) sont des cellules pavimenteuses C. La morula est plus volumineuse que le zygote D. La compaction a lieu au 2ème jour du développement E. Le stade blastocyste est atteint au 5ème jour F. Toutes les propositions sont inexactes PASS 2024-25  QCM Concernant le développement de l’embryon pré-implantatoire humain : A. Les premiers blastomères (au 2ème jour du développement) sont des cellules polarisées B. Les premiers blastomères (au 2ème jour du développement) sont des cellules pavimenteuses C. La morula est plus volumineuse que le zygote D. La compaction a lieu au 2ème jour du développement E. Le stade blastocyste est atteint au 5ème jour F. Toutes les propositions sont inexactes PASS 2024-25  C’est fini pour ce semestre ! Les QCMs ne porteront que sur le contenu des diapos BON COURAGE PASS 2024-25