Obtention experimentale de cyclopes parfaits par

/. Embryol. exp. Morph., Vol. 14, Part 3, pp. 255-263, December 1965
Printed in Great Britain
Obtention experimentale de cyclopes parfaits
par microchirurgie chez Fembryon de Poulet
Etude histologique
par JEAN SCHOWING1
Institut d'Embryologie experimentale du C.N.R.S.
(Directeur: Professeur Etienne Wolff)
AVEC DEUX PLANCHES
LA cyclopie parfaite peut etre definie comme une anomalie de developpement
caracterisee par la presence d'un seul
oeil situe au milieu de la face, dans la position
normalement occupee par le nez.
Differents moyens ont ete mis en oeuvre pour reproduire experimentalement la
cyclopie. Stockard (1908) obtient des embryons cyclopes en elevant des oeufs de
Teleosteens dans une solution d'alcool ethylique. Leplat (1919) note que le
chlorure de Lithium agissant sur des oeufs d'Amphibiens entraine la production
de cyclopes dans 80 pour 100 des cas. Ces travaux, ainsi que ceux d'autres
auteurs, introduisent la notion de sensibilite teratogenique. Les ebauches sont
sensibles aux agents teratogenes
a un certain moment, et pas dans les autres
periodes de leur developpement. Un agent teratogene specifique est done
susceptible d'entrainer l'apparition de monstres cyclopes si on le fait agir a un
stade bien determine du developpement embryonnaire.
D'autres auteurs font appel
a la microchirurgie. Adelmann (1930, 1937) et
Mangold (1931) excisent la partie prechordale du toit de l'archenteron chez le
Triton et realisent ainsi des cyclopes. D'apres Adelmann, la cyclopie doit etre
considered comme un etat primaire de la
tete, car l'oeil anormal est toujours accom-
pagne d'un nombre relativement constant d'anomalies du developpement.
La
partie olfactive est typiquement unique et situee au-dessus de l'oeil. La partie
externe du nez peut manquer. Lorsqu'elle est presente, elle
a souvent l'aspect
d'une trompe. II n'y a qu'un seul choane. Le cerveau peut egalement presenter
des deviations anormales, par exemple l'absence de prosencephale. Si celui-ci
existe, il ne se divise pas en hemispheres cerebraux, mais forme un simple sac
creux qui ne porte aucune indication de ventricules lateraux. Le diencephale peut
1
Adresse de Vauteur: Institut d'Embryologie experimentale du C.N.R.S., College de France,
49 bis, Avenue de la Belle Gabrielle, Nogent-sur-Marne
(Seine), France.

256 J. SCHOWING
etre malforme. Le mesencephale Test beaucoup moins. Quant a la partie
posterieure du cerveau, elle est generalement normale. Les nerfs olfactifs et
optiques peuvent etre simples, rudimentaires, ou absents.
Les elements mesodermiques de la tete sont malformes de facon caracteristique.
Les muscles extrinseques de l'oeil, en particulier, montrent une nette tendance a se
fusionner dans le plan median et selon un processus de ventralisation, comme l'a
-defini Backstrom chez Xenopus (1954, 1962).
Entre l'aspect normal et la cyclopie existent tous les degres de synophtalmie,
caracterises par une separation graduelle des yeux. Par ailleurs,
l'oeil unique du
cyclope peut montrer des degres variables de reduction, allant de la microphtal-
mie al'anophtalmie. Ces differentes categories de monstruosites ont ete realisees
par Et.
Wolff, qui obtient pour la premiere fois en 1936 des Cyclopes parfaits chez
l'embryon de Poulet. II les realise de maniere constante par des irradiations aux
rayons X localisees a la zone transversale comprenant l'ebauche du prosencephale.
II faut pour cela que l'irradiation soit faite tres tot, et qu'elle porte sur l'extremite
anterieure du prolongement cephalique ou de la gouttiere nerveuse. Dans ce cas,
Et.Wolff obtient des cyclopes possedant un ceil median et rudimentaire. Le
bourgeon frontal est atrophie, il manque done le bee superieur. Les hemispheres
cerebraux sont atrophies aussi, d'ou la forme tronquee de la region frontale du
crane.
La cyclopie resulte done dans ce cas de la lesion simultanee de l'ebauche
telencephalique et de l'ebauche du bourgeon frontal. La cyclopie parfaite ne peut
toutefois pas etre obtenue par ce procede au stade ou les vesicules optiques com-
mencent a apparaitre morphologiquement.
Reprenant les observations d'Et.
Wolff, nous avons tente d'obtenir les memes
phenomenes par microchirurgie. Nous avons ainsi montre (Schowing, 1964) que
l'excision de differents territoires encephaliques, allant du prosencephale a
l'encephale entier, entraine l'apparition de monstres synophtalmes a deux yeux
soudes et reunis dans la meme orbite. Pratiquee a un stade jeune, cette inter-
vention permet d'obtenir des cyclopes a un seul ceil parfaitement median. Dans
•certaines experiences, le bourgeon frontal a ete preserve. II n'empeche pas le
rapprochement des deux ebauches oculaires, mais dans ce type d'experiences,
nous n'avons observe aucun cas de cyclopie.
Une experience pratiquee a un stade avance nous ayant donne un cyclope
parfait, nous nous sommes demande dans quelle mesure il etait possible de repro-
duce cette malformation a partir d'embryons de plus de 10 somites. Quel est le
stade ultime auquel on peut obtenir le cyclope parfait
?
MATERIEL ET TECHNIQUES
Nous operons sur des oeufs de race Leghorn blanche, apres 35 a 45 hr. d'incu-
bation. Les embryons ont alors de 10 a 20 somites. La technique utilisee derive
etroitement de celle qui nous a permis d'etudier Pinfluence de l'excision de ter-

Cyclopes chez Vembryon de Poulet 257
ritoires encephaliques sur la differentiation du crane (Schowing, 1961). Elle
consiste en microscalpels fabriques a partir d'aiguilles d'entomologiste en acier
inoxydable qui sont polies sur pierre d'Arkansas. Les excisions portent principale-
ment sur
le prosencephale et le mesencephale, les vesicules optiques sont epargnees
(Planche 1, Fig. A). Apres l'operation, nous remettons les oeufs en incubation
jusqu'au T jour, puis nous extrayons les embryons et les fixons dans une solution
de formol a 10 pour 100.
Les embryons destines a l'histologie sont fixes au fixateur de Bouin et coupes a
lix d'epaisseur. Les coupes sont mordancees pendant 24 heures dans une solution
d'acetate d'alumine a 2 pour 100, puis colorees a l'alizarine sulfonee et au bleu
alcian en solution aqueuse a
1 pour 100. La combinaison des deux colorants fait
apparaitre le tissu nerveux en violet.
RESULTATS
Nous avons opere 28 embryons dont 27 ont survecu. Parmi ceux-ci, 14 embry-
ons sont synophtalmes, 2 sont monophtalmes, c'est-a-dire qu'ils ont un seul ceil
bien developpe, l'autre ayant avorte. 2 sont microphtalmes, 9 sont des Cyclopes
parfaits. Ces derniers sont caracterises par la presence d'un
ceil median de grande
taille, qui resulte de la fusion des deux ebauches oculaires pour former un ceil
de structure normale. Cet ceil possede une fente colobomique bien developpee,
medioventrale, et qui apparait comme une plage claire sur l'ensemble pigmente.
Elle existe dans tous les cas de cyclopie que nous avons observes. Les enveloppes
externes sont legerement epaissies dans leur partie mediane, cet epaississement
atteste seul l'origine double de cet ceil (Planche 1, Fig. B).
Stade
10
S
11 S
12s
13s
14s
15s
16s
18s
19s
20 s
Totaux
Embryons
operes
8
2
1
4
2
3
3
1
2
1
27
TABLEAU
Monophtalmes
2
2
Microphtalmes
2
2
Synophtalmes
2
2
3
2
2
2
1
14
Cyclopes
2
1
1
1
3
1
9
En aucun cas, nous nous n'avons pu epargner le bourgeon frontal qui est tres
petit a ce stade et pratiquement inseparable
de l'encephale anterieur. Les Cyclopes
n'ont done pas de bee superieur, ils ressemblent en cela a ceux obtenus par
Et.
Wolff.
Le tableau indique le nombre d'embryons operes pour chaque stade, ainsi que
les malformations obtenues.

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Nous constatons que les Cyclopes sont largement representes. Le stade le plus
avance auquel nous avons pu obtenir un cyclope parfait est le stade
18 somites. II
fixe actuellement la limite de realisation experimentale de la cyclopie. II ne
parait toutefois pas inconcevable de pouvoir obtenir cette malformation au-dela
de ce stade. Le petit nombre de cas que nous avons etudies entre
19 et 20 somites
ne nous permet pas d'afifirmer qu'il n'est plus possible a ce stade d'operer un
embryon avec succes.
MORPHOLOGIE INTERNE, HISTOLOGIE
Nous avons etudie histologiquement un embryon opere au stade 16 somites, et
dont l'aspect est celui du cyclope parfait.
Une premiere coupe faite a travers
l'ceil et dans sa partie anterieure montre le
cristallin median, bien constitue et un peu plus grand qu'un cristallin normal. La
retine et le tapetum sont reguliers sur toute leur surface. Us presentent un epais-
sissement mediodorsal qui correspond vraisemblablement a la ligne de soudure
des deux ebauches primitives. La fente colobomique
s'etend ventralement
jusqu'au niveau approximatif du plan equatorial de
1' ceil, le cristallin etant con-
sidere comme l'un des poles. Elle se caracterise par le developpement du peigne
dans lequel le tapetum et la retine apparaissent en parfaite continuite (Planche 1,
Fig. C).
La fente colobomique se termine par une sorte de hile dans lequel se groupent
des fibres nerveuses emanant des deux cotes de la
retine. Les fibres se rassemblent
en un nerf optique unique (Planche 1, Figs. D et
E) qui s'inflechit vers l'arriere des
son emergence de
l'oeil et prend la forme d'un cordon subcylindrique (Planche 2,
Figs. F et G) perce en son centre d'un canal de tres faible lumiere dont l'origine se
trouve dans une invagination du tapetum, a l'endroit ou les fibres nerveuses
s'organisent en nerf (Planche
1, Fig. E). La continuite a ce niveau entre le tapetum
et la paroi du pedoncule optique rappelle par sa structure celle qui existe entre le
tapetum et la paroi diencephalique chez les cyclopes prives seulement du prosen-
cephale (Rogers, 1964). Par ailleurs, le nerf optique est court. II se termine par
un renflement aux parois epaissies et peu differenciees, occupe en son centre par
une cavite qui est l'elargissement du canal median. Cette cavite peut correspondre
a une ebauche ventriculaire (Planche 2, Fig. H). L'ensemble de ces observations
permet de penser que l'extremite du nerf optique est d'origine diencephalique.
Un fragment de diencephale a pu etre epargne au cours de l'operation.
Aucune fibre nerveuse ne prolonge l'extremite du nerf optique. L'oeil ne
possede aucune relation avec ce qui reste du systeme nerveux cephalique.
Les ganglions de Gasser apparaissent posterieurement par rapport a l'extremite
du nerf optique, et en position ventro-laterale par rapport a l'oeil. Leur aspect est
normal. Les branches ophtalmiques du nerf trijumeau convergent dans la
musculature extrinseque de
l'oeil qui s'est condensee ventralement pour former un
ensemble dans lequel il n'est pas possible de reconnaitre chaque territoire
musculaire en particulier. La figure I represente une coupe a un niveau anterieur

J. Embryol. exp. Morph. Vol. 14, Part 3
PLANCHE1
FIG. A. Schema montrant le type d'intervention. Excision du prosencephale (en hachures),
du prosencephale et du mesencephale (en pointille). Embryon de 15 somites.
FIG. B. Aspect d'un embryon prive de prosencephale et de mesencephale. Embryon de 7
jours, opere au stade 15 somites. Cyclope parfait a un seul ceil median. Noter la presence de
la fente colobomique, plus claire et ventrale. x 9.
FIG. C. Coupe a travers I'oeil unique d'un embryon de 7 jours, opere au stade 16 somites
f.c, fente colobomique; p., peigne. x 33,5.
FIG. D. Coupe a travers I'oeil unique, au niveau de l'emergence du nerf optique. Embryon de
7 jours opere au stade 16 somites, x 22,5.
FIG. E. Coupe de l'emergence du nerf optique. x 135. r., retine; t., tapetum; f.o., fibres
optiques.
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