Les relations epithelio-mesenchymateuses au cours

/. Embryol. exp. Morph. Vol. 27, 1, pp. 177-197, 1972 177
Printed in Great Britain
Les relations epithelio-mesenchymateuses au cours
de l'organogenese gastrique
du foetus de Lapin
Par DANIELLE DAVID1
Laboratoire de Biologie Animale, Universite de Clermont
(Directeur: Professeur Lutz)
SUMMARY
The epithelio-mesenchymal relations during the gastric
organogenesis of the rabbit foetus
The experimental study of the epithelio-mesenchymal relations during the gastric organo-
genesis shows
the following facts:
(1) Completely deprived of mesenchyme, the cultured or grafted isolated epithelium cannot
develop.
(2)
On the other hand the mesenchyme free of epithelium can survive and differentiate its
muscular layer. Isolated after the 18th day, it possesses sufficient autonomy to form chorionic
villi when covered only
by vitelline membrane.
(3)
The epithelium and the mesenchyme, dissociated by treatment with trypsin, then
reassociated
in culture (with or without subsequent grafting), develop identically to those of
untreated controls. From the 19th day the mesenchyme shows a polarity and only the zone
normally adjacent
to the epithelium can form chorionic villi.
(4) The heterochronic associations
of gastric epithelium and mesenchyme demonstrate the
existence of two types of mesenchymal inductors: (a) a primary inductor, responsible for the
epithelial morphogenesis, elaborated early in embryonic life (10th day); it acts till about the
21st day. (b) A secondary inductor, produced at a later time (15th day), provokes the epi-
thelial cytodifferentiation; its activity is still strong at the 23rd day.
These experiments again show the early competence of the epithelium to react to the two
mesenchymal inductors. The presumptive gastric endoderm of the 10-day-old rabbit foetus
has
a developmental potential such that it can respond as well to the stimuli elaborated by a
young mesenchyme as to those of an older mesenchyme.
INTRODUCTION
L'estomac embryonnaire est forme de deux composantes d'origine differente:
Pepithelium differencie a partir de Pentoblaste, le chorion et les tuniques sous-
muqueuse ainsi que musculaire derives du mesoblaste. Cette constitution mixte
s'etablit des un stade precoce du developpement.
Comme nous l'avons montre precedemment (David, 1971), l'estomac ex-
plante en culture in vitro ou en greffe in ovo parvient a se developper hors du
corps du foetus. Jusqu'au 13e jour, il degenere en culture; par contre, en greffe,
il s'accroit et accomplit sa morphogenese. A partir du 15e jour, l'estomac se
1 Adresse
de Vauteur: Laboratoire de Biologie Animale, Universite de Clermont,
B.P. 45, 63 Aubiere, France.
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differencie sur les deux plans morphogenetique (formation des villosites) et
cytochimique (individualisation des cellules gastriques typiques: cellules parie-
tales, muqueuses et de revetement). Nous nous proposons dans ce memoire de
rechercher si l'association des deux constituants epithelial et mesenchymateux
est indispensable a l'accomplissement de l'organogenese gastrique et d'analyser
leur part respective de responsabilite.
Durant ces 15 dernieres annees, les relations epithelio-mesenchymateuses
survenant au cours de l'ontogenese ont ete etudiees par de nombreux auteurs,
chez divers organes d'embryons d'Oiseaux et de Mammiferes. Dans le cas des
derives du pharynx embryonnaire, ces recherches concernent principalement le
thymus (Auerbach, 1960; Le Douarin, 1967), le pancreas (Golosow & Grob-
stein, 1962; Fell & Grobstein, 1968; Dieterlen-Lievre, 1969), l'estomac (Sigot,
1962,1963; Soriano, 1965), le foie (Le Douarin, 1964), l'cesophage (Soriano et al.
1964; Soriano, 1965, 1967), le poumon (Dameron, 1967), la thyroide (Le
Lievre & Le Douarin, 1968, 1969).
Dans l'ensemble, ces travaux montrent que ni l'epithelium ni le mesenchyme
d'un organe mixte ne peuvent poursuivre leur developpement en l'absence du
constituant complementaire. Par contre, apres reassociation en culture seule
ou suivie de greffe, les deux tissus reprennent leur developpement sans paraitre
sensiblement perturbes par le traitement dissociant. Le mesenchyme exerce le
plus souvent une action morphogene sur l'epithelium mais il arrive aussi que les
deux constituants s'influencent reciproquement.
A notre connaissance, le seul travail se rapportant a l'estomac embryonnaire
des Mammiferes est celui de Soriano (1965) ou l'auteur conclut a la determina-
tion precoce (avant le 13eme jour) de F epithelium digestif de la Souris. Qu'en
est-il dans le cas de l'estomac du foetus de Lapin? Pour cette etude, nous
separons l'epithelium de son mesenchyme sous-jacent par dissociation a la
trypsine (voir materiel et methodes) puis nous observons le developpement, en
culture ou en greffe, des deux constituants isoles. Dans un second temps, nous
reassocions in vitro les deux composantes puis nous essayons d'analyser les
variations, en fonction de l'age de prelevement des tissus, de la competence
epitheliale et de la capacite inductrice du mesenchyme.
MATERIEL ET METHODES
Les estomacs de foetus de Lapin ages de 10 a 23 jours sont preleves aseptique-
ment, debites en fragments puis soumis aux traitements suivants:
Technique de dissociation. L'epithelium est separe de sa gaine mesenchyma-
teuse par maceration dans une solution de trypsine (Moscona, 1952) et de
hyaluronidase (Zwilling, 1955). Afin d'inactiver la trypsine, les deux composantes
tissulaires sont rincees independamment dans un melange a parties egales de
liquide de Tyrode et de serum de Poulain puis dans du liquide physiologique
pur.

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Cultures organotypiques. Les explants sont emballes dans la membrane vitelline
(Wolff, 1961) puis cultives sur le milieu gelose naturel mis au point par Wolff &
Haffen (1952) et enrichi de serum de Poulain (Wolff &
Wolff, 1952).
Quatre types de cultures sont realises: culture d'epithelium isole, culture de
mesenchyme isole, associations isochroniques d'epithelium et de mesenchyme
(provenant de foetus du meme age), associations heterochroniques d'epithelium
et de mesenchyme (provenant de foetus d'ages differents).
Greffes in ovo. Les tissus isoles ou reassocies (apres soudure in vitro dans ce
second cas) sont inseres dans la paroi ccelomique d'embryons de Poulet de
3 jours
(Wolff, 1946) ou greffes sur la membrane chorio-allantoidienne
d'embryons ages de 5 jours (Wolff & Lutz, 1939).
Technique histochimique. Apres 6 jours de culture ou 10-12 jours de greffe, les
explants sont fixes au liquide de Bouin-Hollande ou au formol sale. Les coupes
sont traitees a l'acide periodique-Schiff (APS) suivant la technique de Mac-
Manus (1946) modifiee selon Marks & Drysdale (1957) par une surcoloration a
Phemalun et a l'aurentia. Les cellules parietales sont alors colorees en jaune, les
cellules muqueuses en rouge (APS-positives) et les cellules principales en bleu.
RESULTATS
I. Evolution de Vepithelium gastrique prive de son mesenchyme
De nombreux travaux montrent que Pepithelium isole provenant de divers
organes, ne peut poursuivre seul son evolution (Golosow & Grobstein, 1962;
Dameron, 1961; Dodson, 1967a, b; Fell & Grobstein, 1968; Le Lievre & Le
Douarin, 1969).
Dans le cas de l'estomac, Pepithelium cultive seul perd sa structure et ne
parvient pas a poursuivre sa morphogenese (David, 1967). Explante avant le
13e jour, il se desagrege rapidement en totalite. A des stades plus avances,
Pepithelium se disloque en nodules; il survit dans quelques cas a partir du
20e jour (Fig.
1 A).
En greffe, si nous introduisons Pepithelium dans la cavite ccelomique d'un
embryon de Poulet de
3 jours en prenant soin qu'il y flotte librement, il survit quel
que soit son stade de prelevement mais ne peut se differencier. II reste inorganise.
Ainsi, en Pabsence de son mesenchyme, Pepithelium gastrique isole en culture
ou en greffe, ne parvient pas a s'accroitre et a se differencier. Ni le milieu de
culture, ni les substances apportees au greffon par la voie sanguine, ne suffisent
au developpement de Pepithelium et ne peuvent remplacer efficacement le
tissu mesenchymateux proprement dit.
II. Evolution du mesenchyme gastrique prive de son epithelium
Si Pon s'en refere aux travaux cites precedemment, on constate que, de meme
que Pepithelium, le mesenchyme isole ne peut poursuivre sa differenciation en

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D. DAVID

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l'absence de son revetement epithelial. Qu'en est-il dans le cas de l'estomac du
Lapin
?
En culture, le mesenchyme evolue differemment selon le moment de son
prelevement.
(1) Explante a une stade tres jeune (entre le lOe et le
14e jour) il se desagrege
rapidement.
(2) isole entre le 15e et le 18e jour, il survit et sa tunique musculaire se
developpe sensiblement.
(3) Apres
4 jours de culture, le mesenchyme de 19 et 20 jours apparait sain et
developpe. Sa tunique musculaire atteint la meme importance que celle des
estomacs temoins cultives pendant une duree equivalente (Fig. 1D). En outre, le
chorion pousse des evaginations, bordees etroitement par la membrane vitel-
line qui epouse parfaitement ces petites villosites mesenchymateuses (Fig. 1B, C).
Ainsi, le mesenchyme isole est capable de bourgeonner des axes villeux sem-
blables a ceux qu'il forme en presence de son propre revetement epithelial.
En greffe, introduit dans le coelome ou insere sur la membrane chorio-
allantoidienne d'embryons de Poulet, le mesenchyme survit et se developpe, quel
que soit son stade de prelevement.
Conclusion. Contrairement au mesenchyme de la plupart des organes em-
bryonnaires mixtes, celui de l'estomac du foetus de Lapin est capable de pour-
suivre sa differenciation en l'absence de revetement epithelial. Pour la reussite
de l'intervention, il faut toutefois que le tissu mesenchymateux gastrique ne soit
pas mis en culture avant le 14e jour de la vie foetale.
De plus, preleve les 19e et 20e jours, le mesenchyme prend, au contact de la
membrane vitelline, un aspect villeux semblable a celui qu'il acquiert en presence
de son propre epithelium. Ce phenomene semble specifique de l'estomac du
Lapin. II prouve que la formation des villosites chorioniques n'est pas la con-
sequence du plissement epithelial mais bien une activite directe du mesenchyme.
A ce stade, le mesenchyme possede done une autonomie suffisante pour non
seulement proliferer mais aussi poursuivre sa differenciation, aussi bien en
culture qu'en greffe.
FIGURE 1
(A) Epithelium d'estomac embryonnaire de 21 jours, enveloppe dans la membrane
vitelline
(mv), cultive seul pendant 4 jours. L'epithelium survit mais ne parvient pas a
poursuivre son developpement.
(B) Mesenchyme gastrique de
19 jours, emballe dans la membrane vitelline, cultive
seul pendant 6 jours. Le mesenchyme survit, la tunique musculaire se developpe
(TM) et le chorion (CH) pousse de petits axes villeux.
(C) Mesenchyme gastrique de 19 jours, cultive seul pendant 5 jours. Le chorion
(CH) forme des villosites (fleches) bordees etroitement par la membrane vitel-
line (mv).
(D) Mesenchyme gastrique de 20 jours, cultive seul pendant 5 jours. La tunique
musculaire (TM) est bien developpee.