Influence inductrice de Fencephale embryonnaire

J. Embryol. exp. Morph. Vol. 19, 1, pp. 9-22, February 1968
With 1 plate
Printed in Great Britain
Influence inductrice de Fencephale embryonnaire
sur
le developpement du crane chez le Poulet
I. Influence de l'excision des territoires nerveux anterieurs
sur
le developpement cranien
Par JEAN SCHOWING1
Institut d'Embryologie experimentale du C.N.R.S.
{Directeur: Professeur Etienne Wolff)
INTRODUCTION
Nous nous proposons d'etudier les correlations pouvant exister entre
Fencephale et la boite cranienne chez l'embryon de Poulet. II
s'agit de rechercher
le pouvoir inducteur des differents territoires nerveux
de la tete embryonnaire
sur
la differentiation et le developpement du crane.
Strudel
a etudie le developpement correlatif du tube nerveux et de la colonne
vertebrate chez
le Poulet (1953 a, b, 1955). II a demontre que l'absence de tube
medullaire entraine
la disparition de Fare neural des vertebres tandis qu'une
partie
du corps vertebral se developpe autour de la chorde dorsale. Le tube
nerveux peut done etre considere comme l'inducteur
de la region dorsale des
vertebres. De meme, l'excision de la chorde seule entraine la disparition des
corps vertebraux, tandis que les neurarcuaux se developpent normalement. La
chorde apparait done comme Finductrice des corps vertebraux.
Ce pouvoir inducteur
de la chorde est confirme par les travaux de Benoit
(1960), qui remplace l'otocyste d'un jeune embryon de Poulet par un fragment
de chorde
et obtient a partir de cet implant la differenciation en cartilage du
mesenchyme de Foreille.
La chorde pourrait done jouer
un role dans la genese du plancher cranien.
Pour comprendre
la morphogenese des organes embryonnaires, il faut tenir
compte
des inducteurs, de meme que des interactions mecaniques des organes
voisins deja formes. Huber (1957)
a montre que le developpement de la face et
de la boite cranienne oblige le telencephale a se replier vers Farriere. Ce pheno-
mene se produit apres que
le crane ait commence sa differenciation. II n'en est
pas de meme dans les stades precoces, alors que Fencephale n'est encore qu'un
simple tube nerveux entoure
de mesenchyme. A-t-il sur les os de la tete un
1
Adresse de Vauteur: Institut d'Embryologie experimentale du C.N.R.S., College de
France, 49 bis Avenue de la Belle Gabrielle, 94-Nogent-sur-Marne, France.

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pouvoir inducteur analogue a celui de la moelle epiniere sur les arcs vertebraux
?
Pour elucider ce probleme, nous avons tente de supprimer tres tot l'encephale
de l'embryon au moyen de methodes microchirurgicales.
Nous avons pratique des excisions, soit des differents territoires encephaliques
(Schowing, 1959a, b), soit de l'encephale entier (Schowing, 1961). L'excision de
l'encephale anterieur, associe ou non aux territoires encephaliques moyen et
posterieur entraine l'apparition de monstres representant toutes les formes
comprises entre la synophtalmie et la cyclopie parfaite (Schowing, 1964, 1965).
Les synophtalmes sont caracterises par un organe oculaire double resultant de
la soudure des deux yeux dans la meme orbite. Les Cyclopes typiques ont un
seul ceil median et parfaitement constitue. Tandis que les synophtalmes peuvent
avoir un bee superieur, les cyclopes n'en possedent jamais. Dans l'un et l'autre
cas, l'organe oculaire occupe la place des territoires nerveux manquants.
II nous a paru interessant d'etudier
1'evolution du squelette cranien de tels
monstres, et d'evaluer le degre des alterations qu'il est susceptible de subir
suivant la nature de l'intervention.
MATERIEL ET TECHNIQUES
Pour toutes nos experiences, nous utilisons des ceufs de Poule de la race
Leghorn blanche, que nous incubons pendant 48 h. Les embryons ont alors de
10 a 20 paires de somites.L'embryon de 15 somites
Au stade moyen de 15 somites, que nous avons le plus couramment ren-
contre, l'embryon de Poulet possede un tube neural cephalique ferme, a
l'exception du neuropore. L'epiderme
s'est detache de l'ectoderme neural. Le
repli cephalique progresse vers l'arriere, tandis que les differents territoires
encephaliques s'individualisent morphologiquement (Planche 1, fig. A). On
distingue la vesicule prosencephalique, flanquee des deux ebauches oculaires.
Les vesicules mesencephalique et rhombencephalique lui font suite. Au-dessus
et en arriere des vesicules optiques, ainsi que tout le long de l'encephale, on voit le
mesenchyme cephalique recouvert par un epiderme transparent. II est constitue
de cellules peu compactes, dont l'origine est mesodermique et mesectodermique.
Les cellules mesectodermiques proviennent des cretes neurales cephaliques qui,
primitivement situees de part et d'autre de la ligne de suture du tube nerveux,
s'etalent ensuite lateralement et viennent se meler aux cellules mesodermiques.
L'aspect de ces cellules a ete decrit par Lillie (1952), Horstadius (1950) et
Raunich (1952) en ont precise l'importance dans les processus de differenciation
et de developpement.
En effet, les cellules des cretes neurales participent de fagon active a l'edifica-
tion du squelette cranien, et particulierement du squelette visceral (Lopashov,
1944; Yntema, 1944; Oppenheimer, 1955). Par ailleurs, Benoit (1960) a montre
que le mesectoderme est determine tres tot.

/. Embryol. exp. Morph., Vol. 19, Part 1 PLANCHE 1
ecto
Pr
Fig. A. Embryon de 15 somites montrant les ebauches de l'encephale. Pr, prosencephale;
M, mesencephale; Rh, rhombencephale; ce, ceil.
Figs. B, C. Coupes transversales de l'encephale d'un embryon de 15 somites montrant le
detail des territoires excises. B, coupe au niveau du prosencephale. C, coupe au niveau du
mesencephale. ecto, ectoderme; Pr, tissu nerveux prosencephalique; M, tissu nerveux
mesencephalique.
Fig. D. Embryon de Poulet de 14 jours depourvu de l'encephale, du tube medullaire anterieur
et de la face.
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Influence induct rice de Vencephale. I 11
Sa destruction, sans regulation ulterieure, est a l'origine d'un certain nombre
de deficiences parfois localisees avec precision, ce qui entraine des remaniements
importants des territoires voisins
(Wolff, 1934). II convient done, pour une
meilleure interpretation des resultats, d'eviter autant que possible les lesions du
mesectoderme. La microchirurgie repond le mieux a cet
imperatif.
Techniques microchirurgicales
Pour obtenir le maximum de precision dans nos operations, nous fabriquons
des microscalpels a partir d'aiguilles d'entomologiste en acier inoxydable.
Rendues tranchantes par polissage sur pierre d'Arkansas, elles peuvent etre
faconnees en instruments droits ou courbes selon les besoins de l'experimenta-
tion. Le decoupage du systeme nerveux est alors tres facile, il est possible d'en
exciser un fragment sans leser les organes voisins.
RIP
Fig. 1. Schema de l'excision du prosencephale et des territoires
encephaliques moyen et posterieur. ch, chorde.
Pour exciser les territoires encephaliques anterieurs, nous pratiquons deux
incisions longitudinales de part et d'autre du tube nerveux, et nous les prolon-
geons vers l'avant de maniere a separer les ebauches oculaires (Fig. la).
L'encephale est ensuite detache ventralement a partir de son niveau caudal et en
remontant vers l'extremite craniale (Fig.
1 b). La tete pourvue de ses ebauches
oculaires est ainsi separee du troncon d'encephale qui a ete excise (Fig.
1 c).
Dans tous les cas, une etroite bande ectodermique medio-dorsale est enlevee
avec le trongon encephalique. Un examen histologique nous montre qu'elle est
peu importante (Planche 1, figs. B, C). Mais si la cicatrisation intervient rapide-
ment, les phenomenes de regulation peuvent-ils compenser aisement la dispari-
tion de l'ectoderme dorsal? Nous tenterons d'eclaircir ce point dans des
experiences preliminaires d'excision de l'ectoderme recouvrant la tete.

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Technique de coloration
Apres operation, nous remettons les embryons en incubation jusqu'au *14eme
jour de leur developpement, puis nous les extrayons de l'oeuf et les fixons a
l'alcool a 70°. Nous les colorons in toto a l'alizarine sulfonee, suivant une
technique mise au point par Hollister (1934), afin de mettre en evidence le
squelette osseux. Les embryons sont ensuite eclaircis a la potasse-glycerine avant
d'etre definitivement montes dans la glycerine pure.
EXPERIENCES PRELIMINAIRES
Etude des phenomenes de regulation au niveau de Vencephale et
de Vectoderme cephalique
Nous avons realise ces premieres experiences dans le dessein de verifier si la
differenciation du squelette cranien est perturbee par l'excision de l'ectoderme
medio-dorsal. D'apres la Planche 1, fig. B, nous voyons que cet ectoderme est
tres mince. II recouvre intimement Fencephale. II semble done difficile d'exciser
l'ectoderme dorsal sans leser plus ou moins profondement le tissu nerveux sous-
jacent. Ceci conduit a etudier au prealable Finfluence d'une lesion importante
de celui-ci sur la differenciation du crane.
Influence d'une lesion importante de Vencephale sur le developpement cranien
Ainsi que nous l'avons deja observe (Schowing, 1959
a), l'excision totale du
mesencephale et du rhombencephale perturbe le developpement de la region
parietale de la voute cranienne. Nous avons choisi ici de leser ces territoires
encephaliques en excisant seulement leur moitie droite ou gauche (Fig. 2).
Onze embryons ont survecu a cette operation. Deux d'entre eux sont des
monophtalmes unilateraux, l'oeil du cote opere ayant avorte. La tete des 9
autres est legerement dejetee du cote de l'operation, mais elle semble normale-
ment developpee. Dans tous les cas, l'epiderme recouvre parfaitement l'ensemble.
L'examen du squelette de ces embryons nous permet de constater qu'il n'est
pas affecte par l'intervention. L'os parietal du cote opere existe, il est sensible-
ment identique a son symetrique. Les os de la region otique sont legerement
deformes, leur deformation provient de leur tassement consecutif a l'inter-
vention (Fig. 3 a, b).
II semble qu'une certaine regulation ait pu compenser en grande partie la
deficience nerveuse, et permettre ainsi une reconstitution normale de la tete.
Influence de l'excision de Vectoderme cephalique medio-dorsal sur le developpe-
ment cranien
L'operation consiste a debarrasser l'encephale de l'ectoderme dorsal. Dans
tous les cas, une etendue plus ou moins importante de tissu nerveux est excise
avec l'ectoderme (Fig. 4a, b).