Localisation et duree des potentialites medullo

/. Embryol. exp. Morph. Vol. 27, 3, pp. 603-614, 1972 603
Printed in Great Britain
Localisation et duree des
potentialites medullo-surrenaliennes des cretes
neurales chez Fembryon de Poulet
Par ALAIN CHEVALLIER1
Laboratoire de Zoologie de V Universite Scientifique et Medicale
de Grenoble (Directeur: Professeur P. Sengel)
SUMMARY
The localization and duration of the capacity of neural crest cells
to differentiate into medullary cells of
the adrenal gland
The capacity of the neural crest cells to differentiate into medullary cells of the adrenal
gland has been tested for different levels of the cephalo-caudal axis of the chick embryo and at
different stages.
The procedure consisted in associating a fragment of neural crest cells containing spinal
cord with a section of an embryo containing the prospective cortical territory. The latter was
previously deprived in ovo of presumptive medullar adrenal cells by localized X-irradiation
of its spinal cord.
The portion of the spinal cord which has the capacity to give off medulloblasts is located
not only within the prospective adrenal area (somite levels 18-22), but also within a region
extending over a length of
six somites in front and seven somites behind the presumptive zone.
This capacity, which is restricted in space, is also limited in time. It is possessed by the
portion of spinal cord defined above from 6 h before the migration of the first neural crest
cells and lasts roughly for
24 h after the beginning of migration. Furthermore, the experiments
indicate that the differentiation of neural crest cells into medullocytes requires the inductive
influence of the cortical cells.
INTRODUCTION
L'origine des cellules chromaiflnes de la glande medullo-surrenale a etc
demontree chez les Oiseaux a Faide de techniques experimentales variees.
Les experiences d'ablations chirurgicales in ovo de Hammond & Yntema
(1947) ou de Strudel (1953) ont montre que l'excision d'un troncon de tube
neural, au niveau de la region presomptive des glandes surrenales et a un
stade precedant l'emigration des cretes neurales, est suivi d'un moindre
developpement ou d'une absence complete de la partie medullo-surrenalienne
de la glande. L'implantation d'une portion de tube neural marque a la thymidine
tritiee dans un embryon hote non marque a permis a Weston (1963) de mettre
en evidence la destination des cellules de la crete neurale, notamment au
1
Adresse deVauteur: Laboratoire de Zoologie de l'Universite Scientifique et Medicale de
Grenoble, 38-Saint-Martin-d'Heres, France.

604 A. CHEVALLIER
niveau de la future glande surrenale. Enfin, la methode des greffes hetero-
specifiques entre la Caille et le Poulet utilisee par Le Douarin & Teillet (1970,
1971) a precise que les cellules medullaires sont issues normalement des cretes
neurales dont le niveau correspond a celui des somites 18 a 24 de l'embryon
de Poulet.
Cette origine localisee de la glande surrenale du Poulet est un facteur
favorable pour l'etude de la regionalisation et, de facon generate, de la deter-
mination des cretes neurales. Les questions que Ton peut se poser sont les
suivantes:
(1) Toutes les cellules des cretes neurales sont-elles capables de se differencier
en cellules surrenales medullaires, quel que soit le niveau dont elles proviennent
?
(2) Toutes les cellules, issues d'un meme niveau, sont-elles capables de
donner des medulloblastes pendant les quelques 24 h que dure, selon Weston
& Butler (1966), l'emigration? Autrement dit, les cellules qui sont les dernieres
a quitter le tube neural possedent-elles lesmemes potentialites de differenciation
que celles qui emigrent les premieres
?
L'etude systematique de cette capacite et de sa duree a ete rendue possible
par la mise au point d'une technique d'irradiation et d'explantation combinees
dont les resultats sont rapportes ici.
MATERIEL ET METHODES
Les experiences ont ete faites sur des embryons de Poulet de race Leghorn
blanche, dont l'age s'echelonne de 30 h a 4 jours d'incubation (du stade 10
au stade 24 de Hamburger & Hamilton, 1951). Les operations consistent
a preparer, d'un cote, le troncon d'embryon contenant le futur territoire
cortical recepteur, prive de cellules a potentialites surrenales medullaires et, de
l'autre, le troncon de tube neural donneur dont on veut tester la capacite a
fournir des medulloblastes; enfin a associer ces deux fragments sur la membrane
chorio-allantoidienne.
(A) Preparation du territoire cortical recepteur
La realisation de ce territoire exige tout d'abord la connaissance du moment
exact ou les premieres cellules des cretes neurales quittent le tube neural et
migrent en direction du futur territoire cortical. Ce territoire doit en effet etre
preleve avant que ces cellules n'arrivent a destination. Ce moment, qui marque
le debut de la migration, a ete appele le stade t0 et correspond a une duree
d'incubation de plus en plus longue au fur et a mesure que Ton passe de la
region cephalique a la region caudale de l'embryon. Pour un niveau trans-
versal donne, le debut de cette migration suit de peu la formation des somites
(Fig. 1). Au niveau de la zone surrenalienne presomptive (niveau des somites
18 a 22), les cellules de la crete neurale commencent leur migration au stade
de 20 paires de somites (Fig. 1). En consequence, pour obtenir un territoire

Potentialites medullo-surrenaliennes des cretes neurales 605
12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42
Stade en paires de somites
Fig. 1. Graphique indiquant a quel stade (/„) commence, pour un niveau donne,
la migration des cretes neurales. Le stade est indique en abcisses par le nombre de
paires de somites; le niveau transversal ou debute, a un stade donne, la migration,
est defini en ordonnees par le numero du somite correspondant. La courbe (t0)
montre que la migration des cretes neurales commence, a un niveau donne, lorsque
les somites de ce niveau achevent leur individualisation. La droite en pointille
indique le niveau du dernier somite forme en fonction du stade. (A) Zone dans
laquelle les cretes neurales ont commence a migrer. (B) Zone dans laquelle les
cretes neurales sont encore entierement contenues dans le tube neural. (ZP) Zone
presomptive des glandes surrenales.
* Chaque cercle represente le resultat de l'examen histologique d'un embryon.
cortical pur (prive de medulloblastes), il faut Fisoler du tube neural avant ce
stade. Le plus simple parait etre l'excision du tube neural in ovo sur des
embryons ayant moins de 20 paires de somites. Cependant, si Ton pratique
cette excision du tube neural au niveau de la zone surrenalienne presomptive,
la glande medullo-surrenale se developpe tout de meme, au moins en partie,
dans 20 % des cas environ. Cette regulation des deficiences est vraisemblable-
ment due a la migration oblique des medulloblastes en provenance des niveaux
anterieurs et posterieurs a la lacune neurale (cf. Le Douarin & Teillet, 1970).
Pour eviter cette colonisation regulatrice du territoire cortical par les cellules
des cretes neurales d'un autre niveau, l'excision du tube neural n'est plus
pratiquee in ovo, mais sur une portion de tronc comprenant les somites 18 a 22
et la zone surrenalienne presomptive. Cette portion de tronc est explantee,
avant le stade de 20 paires de somites, sur la membrane chorio-allantoidienne

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d'un embryon de 8 jours d'incubation. Malheureusement, cet explant est trop
jeune pour effectuer une differenciation correcte de son territoire cortical. Par
contre, le developpement complet et harmonieux de ce dernier a etc obtenu
dans environ 60 % des cas, a partir d'explants preleves sur des embryons de
72 h d'incubation. C'est done seulement a partir de ce stade que le troncon
d'embryon devra etre explante sur la membrane chorio-allantoidienne. Mais
la destruction du tube neural devant etre effectuee 24 h auparavant (avant le
debut de la migration des cellules des cretes neurales au niveau considere), il
a fallu recourir a sa destruction in ovo par une irradiation localisee aux
rayons X.
En fin de compte, le territoire cortical recepteur a ete prepare en deux temps:
(a) Un ecran de tantale perce d'une fente est depose sur un embryon de 16
a 19 paires de somites. II permet de localiser Firradiation sur le tube neural, sur
une longueur de 15 somites environ entre le niveau du somite 13 et le niveau
presomptif du somite 27 ou 30 suivant le stade de l'embryon (Fig. 2
A). Cette
irradiation de 15000 rad a pour effet de rendre le tube neural completement
necrotique au bout de 24 h, comme on peut l'observer sur des coupes histolo-
giques de controle. (b) Vingt-quatre heures apres l'irradiation, l'embryon
irradie est opere sur un fond de paraffine dans du liquide physiologique de
Tyrode. Les vestiges du tube neural necrose sont elimines, puis le troncon
d'embryon contenant le territoire cortical presomptif est detache du reste de
l'embryon, par deux incisions longitudinales effectuees a la limite entre les
somites et les lames laterales et par deux sections transversales, faites aux
niveaux des somites 17-18 et 22-23 (Fig. 2B).
(B) Preparation du tube neural
donneur
Les embryons ages de 36 a 96 h d'incubation ont ete places sur un fond de
paraffine dans du liquide physiologique de Tyiode. Le troncon de tube neural
a ete excise a des niveaux differents pour chacune des series experimentales
(Fig. 2C).
Dans une premiere serie d'experiences, le troncon, d'une longueur corres-
pondant a celle de six somites, a ete preleve au stade t0 (moment precis ou
commence la migration des cellules des cretes neurales) a divers niveaux, qui
s'echelonnent le long de l'axe cephalo-caudal de l'embryon des somites 2-7 aux
somites 30-35 inclus. Le troncon preleve au niveau des somites 18-22, niveau
de la zone presomptive des glandes surrenales, constitue, avec le recepteur
cortical, une association temoin. Le troncon preleve en avant ou en arriere de
cette zone permet de tester la capacite du tube neural heterotopique a fournir
des medulloblastes.
Dans une deuxieme serie d'experiences, le tube neural a toujours ete preleve
au niveau de la zone presomptive, mais a des moments variables par rapport
au debut de la migration des cretes neurales (stade tQ), s'echelonnant de 6 h
avant a 32 h apres le stade t0.

Potentialites medullo-surrenaliennes des cretes neurales 607
+ 24 heures
D
Fig. 2. Schema operatoire.
(A) Embryon de Poulet de 17 paires de somites, protege
par un ecran de tantale (e)
dont la fente
(/) localise I'irradiation aux rayons X sur le tube neural depuis le niveau
du 13eme somite jusqu'au voisinage
du niveau du 27eme somite presomptif.
(B) Portion de tronc contenant le futur territoire cortical, preleve 24 h apres I'irradia-
tion
et dont le tube neural necrose a ete excise.
(C) Embryon
de 25 paires de somites sur lequel a ete preleve un troncon de tube
neural (a) compris entre
le niveau du 17eme et celui du 24eme somite.
(D) Association, en greffe sur la membrane chorio-allantoiidienne (mca), du territoire
cortical presomptif et
du troncon de tube neural. On teste ainsi la capacite du tube
neural
a fournir des medulloblastes.
Dans une troisieme serie d'experiences, on a combine les deux variables
etudiees precedemment (niveau et stade) en prelevant le troncon de tube
neural a quatre niveaux (celui des somites 6-11, 12-17, 25-30, 30-35), entre
6 h avant et 32 h apres le stade t0, pour chaque niveau considere.