L`action de Factinomycine D sur le pouvoir inducteur

J. Embryol. exp. Morph. Vol. 23, 2, pp. 473-89, 1970 473
Printed in Great Britain
L'action de Factinomycine D
sur le pouvoir inducteur du nœud de Hensen
et la compétence neurogène de
Fectoblaste de poulet
ParJ. GALLERA
1
Laboratoire d'Embryologie expérimentale, Institut d'Histologie normale et
d'Embryologie générale,
Université de Genève
Chez les Bactéries, Factinomycine D se fixe sur l'ADN et empêche la forma-
tion de TARN messager, ce qui se traduit presque instantanément (après
quelques minutes au maximum) par le blocage de la synthèse des protéines
spécifiques. L'action de l'actinomycine sur les cellules animales est plus com-
plexe. Employée à doses très faibles, elle semble affecter surtout la formation
de l'ARN messager, mais elle peut aussi agir directement sur les composants
cytoplasmiques. Administrée à une concentration plus forte, elle se révèle
nettement toxique. D'autre part, le cytoplasme des cellules animales contient
toujours un stock important de divers ARN messagers plus ou moins stables
dont l'action ne peut se manifester qu'au moment ou les autres composants
cytoplasmiques atteignent un état déterminé de maturation. Par conséquent,
l'arrêt de la production de l'ARN messager ne se répercute sur la synthèse des
protéines qu'après un délai plus ou moins long. Chez les Oursins, l'actinomycine
n'altère pas le développement embryonnaire jusqu'au stade de la blastula
(Giudice/Mutolo&Donatuti, 1968). Chez
les Urodèles (Brächet & Denis, 1963) et
chez la Truite (Hagenmaier, 1969), le développement se poursuit normalement
jusqu'au début de la gastrulation. Selon Flickinger (1963), Heilporn-Pohl
(1964), Leani Collini & Ranzi (1967), l'ARN spécifique de chaque tissu embryon-
naire serait synthétisé, chez les Anoures et les Oiseaux, juste avant sa différen-
ciation. Ajoutons encore qu'il est souvent impossible de préciser la nature de
l'ARN dont la synthèse a été inhibée par l'actinomycine (Denis, 1966). Il est
d'ailleurs probable que les anomalies graves résultent d'une action toxique de
cet antibiotique (Harris, 1968). Toutefois, l'emploi d'un matériel, qui se prête
particulièrement bien à l'étude de la synthèse massive des protéines spécifiques,
a permis à Soriano (1968) de démontrer que Pepithélium œsophagien de Souris
cultivé in vitro sur un milieu additionné d'actinomycine D à raison de 0,05
1
Adresse de l'auteur: Laboratoire d'Embryologie expérimentale, 20, rue de l'Ecole de
Médecine, 1211 Genève
4, Switzerland.

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/Ag/ml empêche entièrement la kératinisation, sans que cet epithelium, retrans-
planté sur le milieu normal après 24 h, montre le moindre signe de dégénéres-
cence et que l'incorporation de leucine tritiée soit diminuée.
L'action de l'actinomycine D sur le développement des embryons de Poulet a
déjà été étudiée par de nombreux auteurs (Pierro, 1961a, b; Klein & Pierro,
1963; Hell, 1964; Heilporn-Pohl, 1964; Wilt, 1965; Leani Collini & Ranzi,
1967). Cependant, le problème de la compétence de l'ectoblaste et du pouvoir
inducteur du nœud de Hensen n'a pas été abordé directement. Le travail
présent a pour but de combler cette lacune, en soumettant séparément ou bien
l'ectoblaste ou bien le nœud de Hensen à l'action de l'actinomycine.
Chez le Pleurodèle une étude similaire a été déjà réalisée par Denis (1963;
1966). Selon cet auteur, cet antibiotique inhibe à la fois la compétence de l'ecto-
blaste et le pouvoir inducteur de la lèvre blastoporale dorsale, bien que l'affai-
blissement du pouvoir inducteur exige une dose d'actinomycine nettement plus
forte.
MATERIEL ET METHODES
Les expériences sont faites sur des blastodermes de White Leghorn cultivés
in vitro selon une variante de technique de New (1955). Une rondelle de la
membrane vitelline, détachée du vitellus avec le blastoderme, est étalée sur un
anneau de verre, de telle sorte que le blastoderme regarde vers le haut. Un
autre anneau de diamètre plus grand est emboîté sur le premier pour tendre la
membrane vitelline et la maintenir. L'ensemble est transporté sur un verre de
montre contenant la solution de Tyrode additionnée d'actinomycine D (Merck
Sharp et Dohme) à raison de 0,05 /*g ml à 0,25 /tg ml. Quelques gouttes de
cette solution sont encore versées sur la face ventrale du germe. Après un laps
de temps déterminé (de 30 à 150 min) chaque blastoderme est lavé soigneuse-
ment dans un grand cristallisoir rempli de Tyrode et transporté sur un autre
verre de montre contenant de l'albumen. Toutes les précautions sont prises
pour que la solution d'actinomycine et les blastodermes traitées soient à l'abri
de la lumière.
Dans la première série d'expériences, les blastodermes toujours traités au
stade de la ligne primitive achevée, servent de donneurs. Un greffon pentagonal
(0,4 à 0,6 mm), contenant le nœud de Hensen, est prélevé et transplanté sur
un blastoderme un peu plus jeune (stade 3 ou
3 +, Hamburger & Hamilton,
1951), cultivé dans les conditions normales, c'est à dire sur l'albumen pur. Le
greffon est placé dans une niche pratiquée dans le rempart vitellin en avant du
croissant germinal. Les blastodermes hôtes sont remis dans l'incubateur et
fixés au Bouin 20 à 22 h plus tard.
Dans la deuxième série, nous utilisons le même type de greffon. Le fragment
greffé provient d'un embryon normal. Ce sont les blastodermes hôtes qui sont
traités par l'actinomycine au stade 3 ou
3 +. La greffe est exécutée après ce
traitement.
Afin de choisir une durée de traitement et une concentration adéquates, nous

Actinomycine D et le nœud de Hensen Al5
avons effectué de nombreuses expériences préliminaires en utilisant l'actino-
mycine de plus en plus concentrée et en variant aussi bien le temps de son
action que l'âge des embryons soumis à ce traitement (à partir du stade
3 jusqu'au
stade 6). Ces expériences nous ont permis de confirmer les résultats de nos
prédécesseurs et de glaner quelques information nouvelles.
RESULTATS
Chez les Oiseaux, comme chez les autres espèces, une action relativement
courte de l'actinomycine n'influence sensiblement le développement embryon-
naire qu'à des doses proches de sa concentration toxique. Par conséquent, de
minimes variations dans la vitalité du germe traité peuvent avoir des consé-
quences graves, ce qui explique la grande variabilité de la plupart des résultats
obtenus.
Action de Vactinomycine administrée au stade de la formation de la ligne
primitive
durant 30 à 150 min. L'actinomycine doit pénétrer très rapidement dans
les cellules embryonnaires. En tout cas, nous n'avons pas remarqué de
dif-
férences notables en fonction du durée de traitement.
L'actinomycine administrée à raison de 0,05 /*g/ml n'empêche pas, sauf
quelques cas exceptionnels, la formation d'un corps embryonnaire normal, mais
elle exerce déjà une certaine action antimitotique, puisque l'extension périphé-
rique de nos blastodermes est toujours plus ou moins inhibée. En effet, leur
surface ne dépasse jamais 60 % de la surface moyenne des blastodermes de
contrôle.
L'actinomycine à une concentration un peu plus élevée (0,07 /*g/ml) est
toujours toxique. Seulement la moitié des blastodermes traités est parvenue à
constituer un corps embryonnaire, mais déjà plus ou moins désintégré après
20 h d'incubation ultérieure (Fig. 2E).
Le développement des blastodermes, incubés sur l'actinomycine à la con-
centration de 0,1 /£g/ml, est complètement stoppé, à l'exception pourtant de la
formation des îlots sanguins dont la différenciation s'arrête bientôt.
Action de Vactinomycine sur des blastodermes traités aux stades 5 et 6. A ces
stades, l'ébauche cérébrale est déjà virtuellement induite (Rao, 1968) et les
embryons deviennent moins sensibles à l'action de l'actinomycine. Cet anti-
biotique, administré durant 30 min à une concentration de 0,1 /tg/ml (dose
nettement toxique pour les embryons plus jeunes), n'agit pratiquement ni sur
le développement de l'embryon, ni sur l'extension périphérique du blastoderme,
alors qu'il suffit de prolonger ce traitement à 2 h pour que tous les embryons
soient gravement lésés. La nette différence des résultats obtenus en fonction de
la durée du traitement (différence qui ne se manifeste pas aux stades plus jeunes)
semble indiquer qu'avec l'âge les cellules embryonnaires deviennent moins
perméables à l'actinomycine.
Les anomalies obtenues concernent surtout, conformément aux observations
de Leani Collini & Ranzi (1967), la partie postérieure de l'embryon (voir Fig.

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J. GALLERA
100/

Actinomycine D et le nœud de Hensen Ail
1 A, B). Au moment de la fixation, le corps embryonnaire est en voie de décom-
position, toujours plus avancée dans sa région postérieure. Le mesoblaste
axial et paraxial est le plus atteint. Ses cellules sont souvent entièrement désin-
tégrées, ce qui permet à l'endoblaste d'adhérer à l'ectoblaste épaissi et plus ou
moins dégénéré le long de la ligne médiane (Fig. 1 D). A l'exception d'un seul
cas (Fig. 1 E), le cerveau et la partie antérieure de la moelle se sont constitués,
mais au moment de la fixation la paroi des vésicules cérébrales est déjà en
voie de dislocation. Le tronc est toujours raccourci, les somites sont rudimen-
taires et la moelle se rétrécit progressivement pour disparaître complètement ou,
dans quelques cas, se continuer par une crête ectoblastique formée de cellules
vacuolisees et dégénérées. Cette crête atteint le bourgeon tronco-caudal, pauvre
en cellules, mais toujours ébauché.
FIGURE 1
(A) Vue in toto d'un embryon traité au stade du repli cérébral transverse par
Pactinomycine(0,l /*g/ml) pendant 2 h. Nous voyons que c'est la partie postérieure
de l'embryon qui est la plus touchée. Le tronc est raccourci, rudimentaire et déjà en
état de décomposition partielle.
(B) Cas où le développement de l'embryon a été le plus fortement inhibé par Pactino-
mycine administrée après la formation du prolongement céphalique.
(C) Puissante induction cérébrale déclenchée par un greffon soumis préalablement à
une concentration létale d'actinomycine. L'orientation du cerveau induit (en haut
de la figure) est opposée à l'axe céphalo-caudal de l'embryon hôte.
(D) Coupe transversale de la région postérieure de l'embryon représenté in toto sur
la Fig. 1 A. Le long de la ligne médiane, l'épiblaste épaissi et dégénéré est en contact
direct avec l'endoblaste. Le mesoblaste axial et paraxial est désintégré.
(E) Coupe transversale pratiquée à la hauteur de la tête de l'embryon reproduit /'//
toto sur la Fig. 1 B. La chorde et l'intestin céphalique sont plus ou moins normale-
ment constitués. Par contre, la plaque cérébrale rudimentaire est en pleine dégéné-
rescence.
(F) Microphotographie in toto d'un blastoderme porteur d'un greffon nodal, soumis
préalablement à une concentration létale d'actinomycine. Ce greffon, mis dans une
ambiance embryonnaire saine, s'est bien développé et a provoqué une belle induc-
tion neurale. L'ensemble forme un embryon secondaire presque complet (en haut
et à gauche de notre figure).
(G) Coupe légèrement oblique de la région troncale de l'embryon secondaire
représenté in toto sur la figure précédente. Au-dessus du rempart vitellin on voit la
chorde, l'ébauche neurale induite et un somite rudimentaire.
(H) Le greffon, prélevé sur un blastoderme traité durant 2 h par l'actinomycine à
une concentration 0,25 /*g/ml, s'est cytolysé entièrement, de sorte qu'au moment
de la fixation il n'a laissé aucune trace. Toutefois, il a induit une ébauche neurale
rudimentaire sous laquelle le rempart vitellin s'est reconstitué.
(J) Le greffon traité par l'actinomycine à une concentration encore létale, mais plus
faible (0,1 /*g/ml) est arrivé à se différencier et à déclencher dans l'ectoblaste de
l'hôte la formation d'une gouttière neurale typique. Au-dessous de cette ébauche
neurale induite, on voit des structures fournies par le greffon. Vu leur forme extrême-
ment irrégulière, la coupe représentée passe par deux régions différentes de l'ébauche
neurale formée par le greffon et par la chorde provenant aussi du matériel greffé.