Le dveloppement de lembryon humainLe dveloppement de lembryon humain: 3me semaineAvertissement : les images de ce cours ne sont pas celles de la prof, elles sont l pour vous aider visualiser les diffrentes tapes et bien comprendre les diffrents processus embryologiques.D'autre part les diapos de la prof sont disponibles sur l'hbergement en ligne de la facult (didel).Bon courage ^^

Luf J14

1) msoblaste extra-embryonnaire (ou msenchyme extra-embryonnaire)2) clome extra-embryonnaire 3) rsidus de la vsicule vitelline primaire4) vsicule vitelline secondaire En bleu : l'piblasteEn jaune : l'hypoblaste

Luf fait 2 mm de diamtre et se situe la surface de lendomtre mais est compltement enfoui.Il est entour du placenta qui spare lintrieur de luf et lendomtre, le tout ayant la forme dune sphre.A lintrieur de luf on trouve une grande cavit : le clome extra-embryonnaire (= CEE), tapiss dun tissu msenchymateux (= tissu conjonctif lche) : le msenchyme extra-embryonnaire (= parital).

Image de la perle dans lhutre : on a une boule accroche par un pont msenchymateux : le pdicule embryonnaire (entre le cytotrophoblaste et la cavit amniotique).Lanneau ombilical est le primtre du disque embryonnaire ( ce stade)(Anneau ombilical = jonction entre lectoblaste et la paroi de la cavit amniotique (= CA) +++).

Le disque embryonnaire est didermique : 2 feuillets lpiblaste en continuit avec lpithlium amniotique (ce dernier dlimitant la

cavit amniotique) lhypoblaste (= endoblaste) qui dlimite la vsicule vitelline IIr

Le disque dfinit une polarit dorso-ventral.En bordure de la CA on parle de somatopleure extra-embryonnaire, et en priphrie de la VV IIr de splanchnopleure extra-embryonnaire tous deux tant des tissus msenchymateux lche drivant du msoderme extra-embryonnaire (= Ee).

La gastrulation ( 3me semaine)

Elle permet, partir du 1er feuillet, la formation du 2me et 3me feuillet : lentoblaste et le msoblaste dont on distingue le msoblaste latral, qui est un TC de remplissage, et le msoblaste inducteur (la chorde).

Ligne primitive (vue dorsale)1) sillon primitif2) dpression primitive3) Nud primitif = nud de Hensen4) Membrane pharygienne5) Aire cardiaque6) Bord sectionn de l'amnios7) Msoblaste8) Entoblaste

1+2+3 = ligne primitiveLes flches rouges reprsentes la migration des cellules piblastiques

A J15, il y a une prolifration pithliale (cellules de lpiblaste) avec expression de mlc dadhrence : L-CAM et N-CAM. Les cellules migrent la partie postrieure de lembryon (= E) ce qui entrane la formation dune crte et donc lapparition dun axe de symtrie et dune extrmit cphalique et caudale.Les cellules perdent leurs CAM et elles se dissocient donc quand elles se font face. Elles scrtent galement sous lpithlium lacide hyaluronique qui fixe leau, do un appel deau : les cellules sont dilues dans leau et il y a migration en profondeur : cest le dbut du mcanisme de gastrulation.Les cellules forment une ligne : la ligne primitive, avec lextrmit antrieure le nud de Hensen, elles plongent et repoussent dans un premier temps lhypoblaste sur le ct et vont constituer lentoblaste.Puis, des cellules vont venir occuper lespace entre piblaste et entoblaste pour formeront le msoblaste.

Les cellules se rpartissent sur toute la surface de lE sauf deux niveaux (o on a donc de lpithlium lpiblaste coll lentoblaste) :

membrane avant : la membrane pharyngienne avec en avant de celle-ci laire cardiaque (= AC)

membrane arrire : la membrane cloacale avec en arrire laire caudale (+ petite)

A J22, les cellules arrivent jusqu lanneau ombilical tablissement dune continuit entre le msoblaste et le msenchyme Ee (continuit des feuillets +++ en embryo). A la fin de la gastrulation, piblaste = ectoblaste.

Formation de la chorde

Les cellules de la chorde prolifrent (msoblaste chordal), formant un canal : canal chordal, dont la lumire est commune avec la CA.

Le premier schma reprsente la formation du canal chordal par invagination des cellules piblastiques en provenance du nud de Hensen.Le deuxime schma est une coupe selon l'axe C du premier schma.1) canal chordal2) nud de Hensen3) entoblaste4) cavit amniotique5) pdicule embryonnaire6) msoblaste extra-embryonnaire7) allantode

Puis au contact de lentoblaste, le canal souvre sur la VV et sincorpore lentoblaste pour former la plaque chordale. La CA communique alors avec la VV, on parle de canal neurentrique qui est provisoire ds louverture de la plaque chordale sa fermeture.

Sur le premier schma : le canal chordal qui pousait le toit de la vsicule vitelline, s'est dtach de l'entoblaste. Au niveau du nud de Hensen, l'extrmit caudale du canal chordal ouvre une communication transitoire par le canal neurentrique entre la vsicule vitelline et la cavit amniotique.Le deuxime schma est une coupe selon C.1) canal chordal fusionn 5) cavit amniotique 9) membrane cloacale2) plaque pr-chordale 6) gouttire neurale 10) vsicule vitelline3) membrane pharyngienne 7) canal neurentrique 11) allantode4) entoblaste 8) msoblaste intra-embryonnaire

Au stade plaque chordale, il y a clivage avec lentoblaste, et le msoblaste chordal sisole nouveau : on obtient un tube plein : la chorde ( J22 ).

Premier schma : alors qu'il tait en continuit avec l'entoblaste et constituait la plaque chordale, le tissu chordal va se dtacher de l'entoblaste et former un cordon plein, la chorde (J22), situe au sein du msoblaste, entre l'ectoblaste et l'entoblaste.Le deuxime schma est une coupe selon C.1) Chorde 10) Aortes 2) Entoblaste 11) Veines ombilicales3) Cavit amniotique 12) bauche cardiaque4) Tube neural 13) Allantode5) Pdicule embryonnaire6) Msoblaste intra-embryonnaire7) Plaque pr-chordale8) Membrane pharyngienne9) Membrane cloacale

En mme temps, la plaque prchordale se forme : elle correspond la partie antrieure de la chorde qui sisole lors de lincorporation du msoblaste chordal lentoblaste. Cest donc une masse msoblastique en avant de la chorde qui un rle fondamental pour linduction de la tte. La chorde induit les tissus du reste de lE.

Induction chordale

Morphognse

Passage de lE de plan 3D = dlimitation ( chap. suivant ), rle majeur de la chorde : les tissus en dehors de la chorde se dveloppent moins vite. Linduction chordale nest pas homogne, elle se fait selon des gradients : cphalo-caudal et dorso-ventral.

Le nud de Hensen

Il se situe lextrmit caudale de la chorde et est une clef pour linduction pendant la gastrulation et est responsable de la diffrenciation de beaucoup de choses. Avec, entre autres des facteurs de diffrenciation (Wnt), de croissance (nodal - indispensable la formation du msoblaste, brachyury) et le ligand majeur de linduction chordale : SHH, ainsi que chordin et noggin indispensables pour linduction du SNC.

Cest galement ce niveau que va tre instaure une latralit D-G : les cellules du nud de Hensen sont colles autour du nud avec des cils qui battent pour orienter le liquide lintrieur du nud. Il y a alors un gros flux qui va gauche : flux de morphogne, ce dernier induit lexpression de diffrents gnes droite ( gne SHH non exprim ) et gauche ( expression SHH +++ ) cela induit donc partir de la lvre gauche lexpression de gnes caractristiques du ct gauche : il y a donc une asymtrie molculaire D-G.(A J25 on a le situs viscral = position des viscres. Les anomalies (= htrotaxie) comme par ex la pointe du cur droite dcoulent souvent de dysfonctionnement des cils).

La chorde et la plaque prchordale

Linduction neurale : cest linduction primitive du msoblaste chordal (qui stend du nud de Hensen la mb pharyngienne en avant soit la ligne mdiane de lE), avec comme ligands noggin et chordin qui diffusent le long de la ligne mdiane de lE. Il y a induction du neurectoblaste = diffrenciation du tissu du SN.Le feuillet suprieur du disque embryonnaire, lectoblaste, qui est la surface de tout lE, scrte un facteur de croissance de la famille des TGF : BMP 4.Chaque cellule de lectoblaste possde des rcepteurs BMP 4 : voie autocrine sur les rcepteurs et diffrenciation en pithlium malpighien qui deviendra lpiderme.Sur la ligne mdiane, noggin et chordin sont capables de se fixer sur le rcepteur de BMP 4 ce qui inhibe linduction vers lpiderme de lectoblaste et donc lectoblaste se transforme en neurectoblaste : cest donc un tissu qui se diffrencie par dfaut .La plaque de neurectoblaste forme la plaque neurale, et subit laction inductrice de la chorde et de la plaque prchordale ce qui entrane la croissance de la plaque neurale.

Linduction chordale se fait selon 2 gradients : cphalo(+++)-caudal et dorso-ventral. Le premier gradient explique la forme de la plaque (plus dveloppe en rgion cphalique), tout comme linduction du ligand SHH : il intervient lextrmit cphalique de la PN pour donner une structure paire ( les futurs deux hmisphres crbraux). Si il y a une anomalie dans la transduction de SHH on obtient un cerveau impair et mdian.Donc , le gradient cphalo-caudal et la bilatralisation du cerveau est responsable de la forme en cur de la PN.Enfin, lpiblaste avant la gastrulation/ou lectoblaste avant la diffrenciation en neurectoblaste exprime L-CAM et N-CAM. A la fin de la diffrenciation : lpiderme nexprime plus que L-CAM, tandis que N-CAM est caractristique des cellules neurectodermiques.

Linduction du msoblaste : le msoblaste latral subit linduction chordale selon le gradient dorso-ventral(/latral) le msoblaste prs de la chorde croit et se diffrencie plus par rapport au msoblaste situ plus loin.Se distinguent alors trois rgions qui donnent naissance trois lames :

la lame para-axiale (la plus proche de la chorde donc se dveloppe +++) la lame intermdiaire la lame latrale (qui se continue avec le msenchyme Ee : continuit des feuillets)

Les 3 lames msoblastiques1) msoblaste para-axial2) msoblaste intermdiaire 3) msoblaste latral 4) Gouttire neurale5) Ectoblaste6) Entoblaste

volution de la lame para-axiale (LPA) : elle subit, sous laction de la chorde, le processus de mtamrisation = clivage en somites, J20 J30 :

Mtamrisation1) Msoblaste para-axial2) Msoblaste intermdiaire3) Msoblaste latral 4) Chorde5) Bord sectionn de l'amnios9) somatopleure et ectoblaste10) splanchnopleure et entoblaste

Les flches bleues indisquent les mtamrisations des :- msoblaste para-axial formation des somites- msoblaste intermdiaire nphrotomes

La LPA sous le fait de la chorde se segmente en tronon progressivement, de lavant vers larrire, pour former des masses de msoblastes : les somites. La lame change alors de nom : lame somitique. 3-4 paires de somites sont former par jour, le comptage est donc un moyen de dterminer lge de lE. Cette mtamrisation commence dans la rgion occipitale de lE.La chorde permet galement la croissance de la lame somitique : elle sallonge (croissance +++ entre la mb P et le nH : rgion privilgie de la chorde).

Le msoblaste pr-somitique est un tissu msenchymateux banal. Lors de la mtamrisation, il exprime un facteur de transcription induit par la voie notch ( le ligand Delta se fixe sur notch ce qui induit un facteur de transcription ( cf. cours sur les mlc du dveloppement ) ). Ce facteur de transcription sexprime de faon priodique : lexpression apparat en arrire puis migre en avant et steint, chaque priode apparat une nouvelle paire de somite [lexpression apparat en arrire mais les somites apparaissent bien davant en arrire].Il y a donc la cration dune priodicit dans lespace ( clivage en somites ) partir dune priodicit temporelle ( expression des gnes ). Les cellules exprimant notch sont synchronises : elles expriment le facteur de transcription en mme temps au cours de chaque priode.A la fin du processus de mtamrisation, il y a 40 44 paires de somites, les premiers se trouvant dans la rgion occipitale. [4 occipitaux, 8 cervicaux, puis autant de somites que de vertbres]

Lapparition dun somite, sur le plan histologique, rsulte dun phnomne de transition msenchymo-pithliale car le somite acquiert un phnotype pithlial : il se met exprimer des cadhrines et est entour dune mb basale.

La lame intermdiaire subit galement linduction chordale, et va constituer un cordon plein : le cordon nphrogne, qui subit la mtamrisation pour former des nphrotomes ( galement davant en arrire ) . La partie caudale ne subit pas la mtamrie.Le cordon nphrogne (restant, la partie caudale ) constitue alors trois paires de reins qui vont stager dans le temps. Les deux premiers sont transitoires, et le plus caudal constituera la paire dfinitive.

volution de la lame latrale : clome intra-embryonnaire : la lame latrale, entre la membrane pharyngienne et le nud de Hensen, se clive pour former une cavit : le clome intra-embryonnaire (CIE). Ce dernier souvre lextrieur et entre en contact avec le CEE (continuit +++ ).La lame tissulaire dorsale en continuit avec la somatopleure Ee sappelle alors la somatopleure intra-embryonnaire.La lame tissulaire ventrale en continuit avec la splanchnopleure Ee = la splanchnopleure intra-embryonnaire.[somato = dos / splanchno = ventre]

Formation du clome intra-embryonnaire1) Msoblaste para-axial2) Msoblaste intermdiaire3) Msoblaste latral 4) Chorde6) Clome intra-embryonnaire7) Entoblaste8) Ectoblaste9) somatopleure et ectoblaste10) splanchnopleure et entoblaste

Le msoblaste de laire cardiaque, en continuit avec le msoblaste latral (lame latrale), se creuse galement dune cavit en forme de croissant continuant vers larrire et souvre alors sur le CIE et forme ce niveau les canaux pleuropricardopritonaux ou clome de laire cardiaque.Mais la cavit de lAC reste bouche en avant.Le msoblaste de lAC qui ne sest pas cliv correspond au futur septum transversum (ce dernier ferme la cavit pricardique et correspond, ce stade, la limite avant de lE).On a en dfinitive la splanchnopleure de lAC qui est continue la splanchnopleure de la lame latrale puis avec la splanchnopleure Ee. La continuit des splanchnopleures va permettre la mise en place des rseaux vasculaires : un rseau Ie (qui donnera le cur, artres et veines Ie) et deux rseaux Ee rseaux vitellin et chorioallantodien qui vasculariseront placenta et cordon).

volution des splanchnopleures Ie et Ee : rseaux vasculaires et cur : Des cellules envahissent la splanchnopleure Ee, au niveau de la paroi latrale de la

VV : les hmangioblastes, qui prolifrent sous laction inductrice de lhypoblaste pour former des lots de cellules : les lots de Wolf et Pander.De ces lots naissent deux types de cellules :

des cellules souches hmatopotiques qui vont tres responsables de la diffrenciation des premiers globules rouges de lE (alors plus grand et possdant un noyau) : les mgaloblastes sang

des cellules endothliales, porteuses de rcepteur lEGF, qui saplatissent et vont progressivement border la lumire vasculaire vaisseaux

Cet ensemble constitue le rseau vitellin.Les lots de Wolf et Pander sont donc angio (pour vaisseaux ) et sangui formateurs et sont caractristiques de la VV et du rseau vitellin.

Toujours au niveau de la splanchnopleure Ee, des nodules apparaissent dans la rgion du pdicule embryonnaire. Ces cellules sont angioformatrices et constituent le deuxime rseau Ee : le rseau chorioallantodien.

Enfin dans la splanchnopleure Ie (de lAC et de la lame latrale) se forme aussi des vaisseaux : les tubes endocardiques primitifs dans lAC qui se continuent en arrire au niveau des lames latrales, et qui donneront laorte dorsale. A ce stade, les TEP sont en position ventrale par rapport la cavit pricardique.

La connexion des diffrents rseaux vasculaires est permise par la continuit des splanchnopleures.A la 3me semaine sest form le cur qui bat J21 : rle de pompe (mais le cur nest pas termin) qui permet donc la mise en place de la circulation et ainsi de vasculariser les trois rseaux.

La neurulation (3me-4me semaine)

Cest lun des grand rle de la chorde. Il y a formation du tube neural partir du neurectoblaste et la mise en place du SNC et SNP.

La neurulation primaire (J17 J28)

1) Plaque neurale 2) Ligne primitive3) Nud de Hensen4) Gouttire neurale5) Somites6) Bord section de l'amnios 7) Bourrelet neural

L'apparition de la plaque neurale constitue le premier vnement de la formation du futur systme nerveux.La plaque neurale est large l'extrmit cphalique, l'origine du cerveau, troite la portion caudale, dvolue la formation de la moelle pinire.

Linduction chordale se fait selon le gradient cphalo-caudal, la plaque neurale est dforme et se creuse pour prendre la forme dune gouttire sous laction de plusieurs facteurs :

deux facteurs extrinsques que sont la pousse de la lame somitique et de celle de lpiderme

dun facteur interne dpendent du neurectoblaste et li SHH, ce dernier sexprime au niveau central de la chorde et en sa prsence les cellules changent de forme : elles passent de cubiques une forme en coin

Cela va entraner la fermeture de la gouttire neurale : les berges de la gouttire se rejoignent pour constituer le tube neural.

1) Bourrelets neuraux fusionns2) Bourrelet neural3) Gouttire neurale4) Somites5) Crte neurale6) Renflement pricardique7) Neuropore antrieur (J24)8) Neuropore postrieur (J26)

Au cours de la 3me semaine, les bords de la plaque neurale se surlvent, formant des bourrelets neuraux qui dlimitent la gouttire neurale.La fermeture du tube neural commence dans la rgion cervicale et progresse alors simultanment en direction cphalique et caudale.

Il y a un premier point de fusion la moiti de la GN ( rgion occipitale du cerveau) la moiti avant qui constituera le cerveau et la moiti arrire la moelle pinire. La plaque prchordale induit la tte, le reste est induit par la chorde. Puis il y a une progression de la fermeture de part et dautre du point de fusion (vers lavant et larrire) jusqu lapparition des neuropores (qui sont de larges ouvertures) : le neuropore antrieur (qui se ferme J24) et le neuropore postrieur (qui se ferme J26 ).Le tube neural est le rsultat de la neurulation primaire.

Un deuxime point de fusion se situe lextrmit toute antrieure de la gouttire neurale, et permet la fermeture complte du neuropore antrieur.

Apparait une nouvelle population cellulaire, les crtes neurales, la limite de lpiderme et de la plaque neurectoblaste (elles se trouvent donc sur les berges de la GN).A la fermeture, ces cellules passent dpithliales msenchymateuses, il y a donc une transition pithlio-msenchymateuse : les cellules entrent en migration sur la fibronectine et se rpartissent dans tout lorganisme.On observe alors deux types de drivs :

tous les ganglions du SNP les cellules vont venir se mlanger aux cellules msenchymateuses pour former un

tissu de remplissage au niveau de la tte et du cou (tissu conjonctif ) = lectomsenchyme

A) Plaque neuraleB) Gouttire neurale1) Ectoblaste2) Gouttire neurale3) Crte neurale

1) Ectoblaste2) Bourrelets neuraux3) Cellules des crtes neurales en migration4) Neuropithlium5) Canal pendymaire6) Tube neural

Formation partir de la plaque neurale de la gouttire neurale et finalement du tube neural. Des amas de cellules se dtachent des lvres latrales de la plaque neurale, constituant les crtes neurales. En quittant le neuropithlium les cellules des crtes neurales perdent leur caractre cohsif.

Ds la fermeture du tube neural et de lentre en migration des crtes neurales, les tissus dorsaux vont pouvoir se dvelopper. La fermeture correcte du tube neural est donc indispensable pour que tous les autres vnements qui doivent se produire au niveau dorsal aient lieu.

La neurulation secondaire (J26 fin du 2me mois)

Elle correspond la fin de la formation de la moelle pinire (en dessous de S2, rachis) lintrieur de la ligne primitive.Elle se produit en arrire du neuropore postrieur.

Elle lieu dans la rgion du bourgeon caudal (constitu dpiblaste, dentoblaste et de msoblaste de la ligne primitive).La neurulation secondaire commence par une pousse de la chorde ce qui entrane lapparition dun cordon plein de neurectoblaste.Ce cordon se vide par la suite ce qui permet la formation dun petit tube neural, qui correspond la moelle pinire en dessous de S2.

Il sy dveloppe galement des somites, et donc on a la formation de vertbres de cette extrmit de la moelle.

Le bourgeon caudal connat une croissance importante, puis les somites, chez lHomme, rgressent.