Segmentation et gastrulation I. La segmentation
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I. La segmentation - La migration : • possible grâce aux battement des cils tubaires. • Le long de la trompe utérine jusque quand l’utérus. • Pendant environ 4 jours. • Dialogue zygote-milieu tubaire (IGF1). Segmentation et gastrulation Dr Anahory et Hamamah UE2 (Embryologie) – Séance 2 UE 2 (Embryologie) – séance n°2 1 UE2 (Embryologie) – Séance 2 2 - Métabolisme énergétique : Le zygote jusqu’au stade de 8 cellules ne peut pas consommer du glucose, il utilise du pyruvate. A partir du stade 8 cellules, le zygote utilise du glucose. UE2 (Embryologie) – Séance 2 3 UE2 (Embryologie) – Séance 2 4 - Les nucléoles : - La polarité ovocytaire : • Un pôle animal du côté du fuseau et du premier globule polaire. • Un pôle végétal du côté opposé. • Cela correspond à l’axe antéro-postérieur chez les amphibiens (pas de rapport entre polarité et organisation chez les mammifères) • Le fuseau migre au niveau d’une zone enrichie en microfilaments d’actine. UE2 (Embryologie) – Séance 2 5 • Dans une cellule somatique, c’est un souscompartiment nucléaire, lieu de synthèse des ARNr. • Dans les pronucléi, c’est le lieu de stockage des ADN non transcrits. Ils sont appelés nucleolar precursor body. Ils nous renseignent sur la qualité de la fécondation : ils peuvent être dispersés, de taille différente, alignés à la jonctionUE2des pronucléi. (Embryologie) – Séance 2 6 - Clivage : • La vitesse : si trop rapide ou trop lente : risque d’aneuploïdie. Vitesse normale : 4-5 blastomères à J2, 6-8 à J3. • L’axe de clivage : en fonction des protéines maternelles. Forme des blastomères sur le même plan ou des plans différents, de taille différente si pas de clivage symétrique. UE2 (Embryologie) – Séance 2 7 UE2 (Embryologie) – Séance 2 8 Chronologie : Une mitose environ toute les 10 h 1er chiffre : nombre de blastomères 2è chiffre : forme du blastomère (1 = normal) 3è chiffre : taux de fragmentation UE2 (Embryologie) – Séance 2 9 Du stade 2 blastomères au stade morula (J1 à J4) Stade morula compactée (J4) Stade de la cavitation (j5) Stade de blastocyste (j5) UE2 (Embryologie) – Séance 2 11 • Fécondation • 16-20h : zygote • J1 : 2 blastomères • J2 : 4 blastomères Jusqu’ici les divisions sont synchrones • J3 : 6-8 blastomères, établissement des contacts cellulaires • J4 : morula puis morula compactée (32 cellules) • J5 blastocyste qui subit une expansion (100 cellules) • J5-J6 : éclosion dans la cavité utérine puis nidation Puis les divisions sont asynchrones UE2 (Embryologie) – Séance 2 10 Génome embryonnaire : Il est d’abord silencieux (le zygote utilise les transcrits maternels). Il commence lentement son activation au stade 2 cellules. Période de synergie entre les transcrits maternels et le génome du zygote. Le génome embryonnaire devient supérieur au génome maternel au stade 4 cellules. Génome embryonnaire seul au stade 8 cellules. UE2 (Embryologie) – Séance 2 12 Différenciation cellulaire : Elle est liée à l’adhésion des cellules. Elle commence à la fin du stade de morula et se termine au stade blastocyste. On distingue alors la masse cellulaire interne (embryon) et le trophectoderme (placenta) baignant dans le blastocèle (cavité). De plus les cellules du trophectoderme sont polarisées : pôle apical avec des microvillosités et pôle basal. UE2 (Embryologie) – Séance 2 13 UE2 (Embryologie) – Séance 2 14 Les cellules embryonnaires jusqu’au stade de la différenciation cellulaire sont totipotentes, elle sont chacune capables de donner un embryon viable. Masse cellulaire interne Au stade blastocyste, les cellules du trophectoderme sont différenciées car elle donneront seulement le placenta. Les cellules de la masse cellulaire interne sont pluripotentes, on les appelle cellule souche. Elles pourront donner tous les tissus embryonnaires. Trophectoderme Au fur et à mesure les cellules vont se différencier de plus en plus, elle deviendront multipotentes (pourront donner plusieurs tissus embryonnaires) puis totalement différenciées (ne donneront qu’un type cellulaire). UE2 (Embryologie) – Séance 2 15 UE2 (Embryologie) – Séance 2 16 Compaction (J 4) : Les contacts cellulaires augmentent, les limites ne sont plus discernables. Les cellules souches peuvent donner tous les tissus embryonnaires en fonction du milieu de culture. Cela est utilisé en recherche et pourrait guérir de nombreuses maladies comme les infarctus du myocarde (clonage thérapeutique). UE2 (Embryologie) – Séance 2 17 Apparition de : jonctions adhérentes (adhésion) jonctions serrées (polarité) gap junction (communication : par exemple la connexine 43) UE2 (Embryologie) – Séance 2 18 Cavitation (J5) : Possible grâce à la polarité induite par les jonctions serrées. Apparition de la cavité blastocystique provenant du liquide tubaire. Passage d’eau contrôlé par les aquaporines, pompe Na/K ATPase. UE2 (Embryologie) – Séance 2 19 UE2 (Embryologie) – Séance 2 20 Expansion du blastocyste (J 5) : Augmentation de la taille du blastocèle, donc moins de place pour les cellules de la masse cellulaire interne La zone pellucide s’amincit, les cellules du trophectoderme s’applatissent contre la zone pellucide : préparation à l’expulsion du zygote. N.B : c’est au stade blastocyste qu’il y a inactivation de l’X chez la femme (lyonisation). UE2 (Embryologie) – Séance 2 21 UE2 (Embryologie) – Séance 2 22 Implantation : 3 phases : apposition, adhésion, invasion L’endomètre ne peut recevoir l’embryon que pendant un temps limité : fenêtre d’implantation. Nécessité d’une synergie entre le zygote, l’endomètre et d’un dialogue. (se fait pendant la 2ème semaine) UE2 (Embryologie) – Séance 2 23 UE2 (Embryologie) – Séance 2 24 Clones et chimères : • vrai jumeau : scission d’un blastocyste en 2 (ils ont le même matériel génétique) • Chimère : mélange de 2 masse cellulaires internes d’espèces proches N.B : les chimères « naturels » existent, ce sont les hermaphrodites : 2 embryons ont fusionnés, le fœtus a donc 2 matériels génétiques différents UE2 (Embryologie) – Séance 2 25 UE2 (Embryologie) – Séance 2 26 • Clonage thérapeutique : utilisation des cellules souches (MCI) d’un individu pour le soigner. UE2 (Embryologie) – Séance 2 27 UE2 (Embryologie) – Séance 2 28 II. Gastrulation 1. La pré-gastrulation Séparée en 2 phases : - J8 : la pré-gastrulation : 2ème semaine la gastrulation proprement dite : 3ème semaine UE2 (Embryologie) – Séance 2 • formation de 2 feuillets monocellulaires : l’épiblaste (ou ectophyle) et l’hypoblaste (ou entophyle) → embryon • Formation de la cavité amniotique→ annexe Délimité par des amnioblastes (au contact du trophoblaste) provenant de l’épiblaste et par l’épiblaste. UE2 (Embryologie) – Séance 2 29 J8 - 30 J 10 : • Formation de la vésicule vitelline primaire (ou lécithocèle primaire). Délimité par l’hypoblaste et la membrane de Heuser provenant de l’hypoblaste. UE2 (Embryologie) – Séance 2 31 UE2 (Embryologie) – Séance 2 32 - J 11 : • Formation du réticulum extra-embryonnaire • Colonisation par des cellules →mésenchyme extra-embryonnaire. • La nidation est terminée - J 12 : • Formation de la cavité choriale (ou cœlome extraembryonnaire) délimitée par la lame vitelline et la lame choriale (par condensation du mésenchyme extra-embryonnaire). • Formation de la vésicule vitelline secondaire (ou lécithocèle secondaire) par une seconde prolifération de l’hypoblaste UE2 (Embryologie) – Séance 2 33 UE2 (Embryologie) – Séance 2 34 - J 14 : fin de la 1ère semaine J12 • Pédicule embryonnaire responsable de l’orientation céphalo-caudale Cavité choriale L’embryon avec ces annexes mesure 2.5 mm (l’embryon seul mesure environ 200µm) UE2 (Embryologie) – Séance 2 35 UE2 (Embryologie) – Séance 2 36 Axe anatomique et axe embryologique 2. La gastrulation - Passage à un embryon tridermique - Mise en place de certaines ébauches - Phénomènes apparents : ligne primitive, nœud de Hensen, prolongement céphalique UE2 (Embryologie) – Séance 2 37 UE2 (Embryologie) – Séance 2 38 - Événements apparents Le Nœud de Hensen : La ligne primitive : • Il apparait à J 16 en avant de la ligne primitive • Renflement percé d’un orifice • Crée par multiplication puis migration ces cellules de l’épiblaste • Elle apparait à J13 au niveau du 1/3 postérieur du disque embryonnaire • Crée par multiplication puis migration de cellules épiblastiques • Progresse jusqu’au 2/3 de l’axe longitudinal de l’embryon • Creusée d’un sillon central • Elle disparait pendant la 4ème semaine UE2 (Embryologie) – Séance 2 Le prolongement céphalique : 39 • Il apparait à J 18 • Créé par multiplication puis migration des cellules épiblastiques, puis involution de celles- ci par le nœud de Hensen • On l’observe en transparence en avant de la ligne UE2 (Embryologie) – Séance 2 40 primitive et du nœud de Hensen Recul de la ligne primitive : • Accroissement différentiel du disque embryonnaire : l’extrémité céphalique devient plus large que l’extrémité caudale. • Arrêt de l’extension de la ligne primitive • L’embryon a un aspect piriforme UE2 (Embryologie) – Séance 2 41 UE2 (Embryologie) – Séance 2 42 Mise en place du 3ème feuillet • J 16 • Transformation épithélio-mésenchymateuse des cellules du prolongement céphalique. C’est le mésoblaste axial : processus chordal et plaque pré-chordale •Mésoblaste latéral : invagination de cellules dérivant de la ligne primitive et divergence latérale UE2 (Embryologie) – Séance 2 43 UE2 (Embryologie) – Séance 2 44 Zones particulières : membrane cloacale : à l’extrémité caudale, pas de mésoblaste à ce niveau : didermique. • Des cellules provenant de la ligne primitive et du nœud de Hensen vont refouler l’hypoblaste, elles vont donner l’entoblaste. • Les cellules restant au niveau de l’épiblaste donnent l’ectoblaste. UE2 (Embryologie) – Séance 2 membrane bucco-pharyngée : à l’extrémité céphalique, pas de mésoblaste à ce niveau : didermique. Evolution du mésoblaste axial • Stade de canal chordal : De J 16 à J 19 : canal transitoire faisant communiquer la cavité amniotique dans sa partie caudale avec la vésicule vitelline secondaire dans sa partie crâniale. UE2 (Embryologie) – Séance 2 UE2 (Embryologie) – Séance 2 45 • 46 Stade de plaque chordale : A J 20, le canal fusionne avec l’entoblaste Il reste cependant un reliquat du canal : le canal neurentérique ou de Liberkhun. 47 UE2 (Embryologie) – Séance 2 48 - La fin de la 3ème semaine • Stade de la chorde : A J 21, la plaque remonte sous la forme d’un tube plein. Rôle dans l’induction du neurectoblaste, l’induction des corps vertébraux, et formation du nucléus pulposus. UE2 (Embryologie) – Séance 2 • • • • 49 Apparition de l’allantoïde Apparition de la zone cardiogène Début de la neurulation Début de l’évolution du mésoblaste latéral UE2 (Embryologie) – Séance 2 50 Merci et à bientôt ! L’embryon mesure 1.5 mm L’embryon et ces annexes mesurent 15 mm UE2 (Embryologie) – Séance 2 51 UE2 (Embryologie) – Séance 2 52
