Embryologie - Première et deuxième SD . PDF PDF

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première et deuxième semaine de développement de l'embryon...

Description

Embryologie humaine Cycle menstruel de 28 jours : S1 et 2 : phase folliculaire, S3 et 4 : phase lutéale, au 14eme jour : ovulation (fécondation) Le développement embryonnaire dure 38 SD => 40 SA (semaine d'aménorrhée) : terme clinique utilisé selon la date des dernières règles

Semaines de développement = SD Semaines d'amenorrhée = SA : date des dernières règles Pendant les 2 premières semaines de développement : pas de manifestation clinique avant la 3eme semaine Les 8 premières semaines, on parle de développement embryonnaire A partir de la 9eme semaine, on parle de foetus (SD 9 à SD 38)

Première semaine de développement :

entre J 14 et J 21 du cycle menstruel

= période pré-implantatoire : vie libre de l'oeuf (pendant cette période l'oeuf va avoir un développement relativement autonome, il va vivre sur ces réserves (accumulées pendant l'ovogenèse) puis il va profiter des éléments nutritifs fournis par l'environnement : dans les trompes et dans l'utérus) S1 : Passe de l'ovocyte fécondé (= zygote) jusqu'au blastocyste expansé Fécondation en milieu du cycle = début du développement embryonnaire Fécondation : zygote (100-150 µm) 1ère étape de développement Blastocyste expansé 200-300 µm

Il vit de ses réserves et des sécrétions des trompes --> Relativement autonome La première semaine peut être résumée en : - Segmentation / Clivage - Migration tubaire En pratique, tout se passe simultanément

I - Segmentation = Clivage = Mitose 1) Premières mitoses : Première segmentation environ 30h après la fécondation : naissance des 2 premières cellules filles (= blastomères) L'oeuf se divise et migre spontanément dans les trompes Richesse en réserve nutritive, répartition des réserves dans le cytoplasme => Type de segmentation particulier Réserve vitelline importante => Entrave à la mise en place des structures squelettiques mitotiques

Oeuf humain : pauvre en réserve nutritive = alécithe : pas d'obstacle à la segmentation du cytoplasme : elle peut donc être totale : segmentation holoblastique rien n'empêche la segmentation du cytoplasme => Clivage sur toute la longueur = segmentation holoblastique

Segmentation méroblastique : pour les oeufs d'oiseaux (riche en réserves nutritives) => La segmentation du cytoplasme est partielle (Clivage là où la réserve est la plus faible) Segmentation holoblastique rotationnelle --> pour l'humain

L'oeuf s'est clivé en deux cellules (selon le plan de segmentation I) : une cellule à droite et une cellule à gauche. Ensuite il y a division des deux cellules filles mais elles ne vont pas se cliver selon le même plan. De ce fait de la différence d'orientation lors du clivage, on par le de segmentation rotationnelle (valable pour tous les embryons de mammifères) Plan de segmentation I : méridional --> Sens de la hauteur Plan de segmentation IIA : méridional Plan de segmentation IIB : Equatorial Plan IIA perpendiculaire au plan IIB

Succession de mitoses asynchrones : nombre impair de cellules non anormal : Les 2 premières cellules filles ne se divisent pas forcément à la même vitesse : 3 cellules

39 à 48h après l'entrée du spz : 4 cellules (entre 2 et 6) La segmentation se fait à volume constant pour l'oeuf => Blastomères de plus en plus petit => Augmentation du rapport nucléo-cytoplasmique On a de plus en plus de cellules et de moins en moins de cytoplasme car la zone pellucide empêche temporairement l'oeuf d'augmenter en taille => Blastomères de plus en plus petit

Dans l'espèce humaine, activation majeure du génome au 2e ou 3e jour (stade 4 - 8 cellules) : capable de réaliser ses propres synthèses en ARNm et traduction en protéines

Avec le temps, la quantité d'ARN ovocytaire va diminuer, si rien d'autres n'intervenait ces réserves seraient complètement épuisées et l'oeuf n'aurait pas d'autres réserves, il y a donc une synthèse propre d'ARN par activation des génomes maternel et paternel. Avant : dépend des protéines accumulées dans l'ovocyte lors de l'ovogenèse Entre le stade 4 et 8 cellules, la quantité d'ARN synthétisé est plus importante que la quantité d'ARN ovocytaire : on parle donc d'activation majeure. Morula ~ 12-32 cellules (en moyenne 16) à J4 Jusqu'au stade 8-16 blastomères, les cellules sont : - sphérique, - non polarisée, - peu adhérentes (si on enlève la zone pellucide, les cellules partent et ne restent pas), - avec des microvillosités membranaires uniformément réparties. Jusqu'au stade 8 - 16 cellules : cellules totipotentes c'est-à-dire capable d'exprimer la totalité du programme génétique et de participer à l'édification des tissus intra et extra embryonnaire = peuvent se remplacer les unes les autres sans aucune conséquence. In vitro : processus de congélation peut parfois entrainer la perte de cellules, elles vont être remplacées sans problème. 2) Compaction Au cours de cette compaction on va voir les cellules se disposer en périphérie alors que d'autres cellules, au niveau de la morula, vont se regrouper au centre : on est au stade de morula compactée. Il y a des cellules périphériques, plus petites, spartatiques. Et des cellules rassemblées au centre : plus volumineuse. La flèche jaune représente la zone pellucide, toujours présente à ce stade, elle empêche l'augmentation de taille.

2.1. Polarisation des blastomères préiphériques au niveau membranaires et cytoplasmique = Distribution inégale, asymétrique de composants cytoplasmiques et membranaires * Pôle baso-latéral orienté vers les cellules voisines * Pôle apical dirigé vers le milieu extérieur (représenté en Orange)

en gris foncé c'est la zone pellucide

Au niveau membranaire : * Disparition des microvillosités au niveau baso-latéral * Persistance

Au niveau cytoplasmique * Redistribution asymétrique des organite cellulaires vers la région apicale

Au stade morula : Blastomères centraux = peu ou pas polarisé

Exemple : Redistribution d'une GP (glycoprotéine) de surface Ca2+ dépendante : Cadhérine ou uvomoruline. --> Inhibition (= empêche la polarisation) si incubation en milieu sans Ca2+ 2.2. Jonctions intercellulaires

Cellules périphériques (externe) :

--> Cellules polarisées --> Jonctions serrées (apico-latérales) --> Zonula Adherens

--> Desmosome (latérales) --> Gap jonction (latérales)

Cellules centrales (interne) :

--> Cellules peu polaires --> Jonctions communicantes

Conséquence morphologique => La délimitation cellulaire s'estompe

Cohésion cellulaire même si la zone pellucide est ôtée

Les cellules périphériques vont pouvoir se cliver selon 2 plans de clivage : - plan de clivage parallèle au pôle apical : cela aboutit à la formation de deux cellules périphériques Certaines cellules périphériques vont se cliver selon un plan de clivage perpendiculaire au pôle apical et donner une cellule périphérique et une cellule centrale. Alors que si on regarde ce qui se passe au niveau des cellules centrales : une cellule centrale qui se divise donne uniquement 2 cellules centrales.

Cette différenciation signifie la perte de la totipotence des blastomères qui abordent une période de pluripotence avec expression préférentielle : - du génome d'origine paternelle dans les cellules périphériques - du génome d'origine maternelle dans les cellules centrales. Trophectoderme --> Génome paternel Masse Cellulaire Interne (MCI) --> Génome maternel C'est la première ségrégation de lignage Les génomes maternel et paternel ne sont PAS fonctionnellement équivalents Ils sont tous les deux nécessaires au développement harmonieux de l'oeuf Le génome maternel sera à l'origine de l'embryon Le génome paternel sera à l'origine des annexes, comme le placenta

Deux noyaux femelles amènent à un Gynogénote, si on le dépose dans l'utérus de la souris, il y aura mort de l'embryon du fait d'annexes embryonnaires réduites ou absentes. Si maintenant on enlève le noyau féminin et qu'on met deux noyaux de spermatozoïdes : Androgénote. Il y aura mort de l'embryon et amas placentaire.

3) Cavitation : concerne la morula compactée (avec cellules centrales et cellules compactée)

On observe une entrée d'eau qui entraine l'apparition d'une cavité liquidienne de taille croissante Mise en jeu de pompes Na+/K+ ATP ase Mise en jeu de canaux sodiques + échangeurs Na+/H+ Mise en jeu d'aquaporines Cette entrée d'eau est lié à : - un flux sodique actif = Entrée de Na+ = Pompe Na+/K+ ATPase dépendante - un flux hydrique passif (grâce aux aquaporines)

Pôle apical tourné vers l'extérieur/la zone pellucide Pompe Na+/K+ au niveau du pôle baso-latéral Les canaux sodiques sont situés au niveau du pôle apical Les échangeurs sodium/proton sont uniquement au niveau du pôle apical. Aquapoine aux deux pôles

Stade blastocyste atteint vers J5 - J6 post fécondation Les cellules périphériques prennent le nom de trophectoderme Les anciennes cellules centrales prennent le nom de bouton embryonnaire ou MCI

Blastocyste constitué de 60 cellules (~) à J5 Au 2eme jour : entre 2 et 6 cellules Au 3eme jour : entre 5 et 10 cellules Au 4eme jour : la morula Au 5-6eme jour : le blastocyste Les 2 tiers de ces 60 cellules pour le trophectoderme et un tiers pour la MCI (= bouton embryonnaire) La zone polaire est la zone par laquelle le blastocyste va s'implanter dans l'utérus (= pôle d'implantation) Zone de la MCI = pôle embryonnaire = zone du pôle d'implantation en vert on a des gènes impliqués dans le développement du trophectoderme ou de la masse cellulaire interne.

Entre le 5e et le 6e jour, le nombre de cellules du trophectoderme n'augmente pas Absence d'évolution des cellules de la MCI entre le 6e et le 7e jour Absence d'augmentation des cellules : Phénomène d'apoptose Pas d'arrêt transitoire des mitoses Apparition du premier axe de développement à la fin de la 1 SD : Dorso-ventral

La MCI correspond à la partie dorsale

4) Eclosion La zone pellucide protégeait l'ovocyte puis l'oeuf contre des aggressions physiques ou chimiques, mais à ce stade c'est un obstacle à l'implantation : il faut qu'elle soit ôtée pour la poursuite du développement : Le blastocyste augmente de taille : la zone pellucide devient de plus en plus mince. Cette expansion est permise par une entrée d'eau et de sodium

Expansion du blastocyste : (flux sodique-hydrique + contractions rythmiques) => Fragilisation de la zone pellucide Expansion du blastocyste : étire et fragilise la zone pellucide par accumulation d'eau

Puis action d'enzymes : Strypsine issues du Trophectoderme => Rupture de la zone pellucide = Eclosion Eclosion indispensable pour la suite du développement

II - Migration tubaire

Il faut passer du lieu de la fécondation (tiers externe de la trompe) au lieu d'implantation (cavité utérine) Progression discontinue, non régulière, permise par : - le liquide péritonéal - les cils de l'épithélium tubaire - la musculature de la trompe (chasse l'oeuf de la trompe) Si l'oeuf s'implante dans la trompe => Grossesse extra utérine : urgence chirurgicale Lieu normale d'implantation : face postérieure haute de l'utérus

Première semaine = Segmentation et Migration (du lieu de la fécondation vers l'utérus) --> Aucun signe biologique et clinique de grossesse (on est entre J14 et J28 du cycle menstruel) --> Arrêt du développement d'environ 50% des oeufs (car ils sont porteurs d'une anomalie métabolique ou chromosomique : peu d'enfants mal formés)

Deuxième semaine de développement :

= fin de la vie libre de l'oeuf

Phase implantatoire = Nidation --> Interaction nécessaire avec l'utérus

I- Organisation de l'utérus 1) Les différentes couches : Couche superficielle = muqueuse = endomètre Couche musculaire = musculeuse = myomètre Couche la plus profonde = Séreuse

Endomètre : constitué d'une couche fonctionnelle avec : - épithélium superficiel (cellules ciliées et sécrétrices) - chorion (glandes + vaisseaux sanguins) - couche basale --> Renouvellement 2) Evolution de l'endomètre :

Production d'oestrogènes par le corps jaune 3 périodes : * J 1 - 4 : Règles * J 4 - 14 : Phase proliférative = pendant la phase folliculaire Les oestrogènes induisent un pic qui permet l'ovulation * J 14 - 28 : Phase sécrétoire : production de progestérone

* J5 à J14 : Phase proliférative --> Croissance folliculaire --> Reconstruction de l'endomètre (à partir de la couche basale) --> Augmentation de l'épaisseur de l'endomètre --> Augmentation du nombre et de la longueur des glandes (au niveau du chorion) --> Allongement des artères hélicines (droites) => Epaisseur = 3 mm (à J 14)

* J15 à J28 : Phase sécrétoire (lutéale) --> Fonctionnalité du corps jaune (production de progestérone (principalement) et un peu d'oestrogènes) --> Augmentation de l'épaisseur de l'endomètre --> Modification de l'épithélium de surface --> Modification du chorion (cf réaction déciduale) --> Glandes tortueuses et riches en glycogène --> Allongement des artères hélicines (spiralées) --> Augmentation de la perméabilité vaisseaux (oedème = sortie de liquide en dehors de ces vaisseaux) => Epaisseur de 10 à 12 mm (à J 28) Si il y a eu fécondation et développement embryonnaire le corps jaune se maintient : corps jaune progestatif, dans le cas contraire, on passe à la phase menstruelle.

* J1 à J4 Phase menstruelle : (en absence de nidation) --> Liée à l'arrêt du fonctionnement du corps jaune --> Vasoconstriction des artères spiralées => Moins d'apport sanguin --> Nécrose --> Expression métalloprotéinase (dans la mec) => Desquamation de l'endomètre (superficiel) => Saignement utérin => Epaisseur de 0,5 mm

II- Transformation du blastocyste

(= Trophectoderme + MCI + cavité)

1) Différenciation du trophectoderme : J7 : fin de la première semaine - début de la deuxième semaine

Au début de la 2eme semaine : Le blastocyste interagit avec l'épithélium de l'endomètre par le trophectoderme polaire, cela induit une transformation du trophectoderme polaire : différenciation des cellules qui entrent en contact avec l'épithélium en syncytiotrophoblaste (= masse cellullaire plurinuclées avec les caractéristiques d'un syncytium = perte des délimitations membranaires) : Pas de division par mitose. Contact endomètre - blastocyste par le trophectoderme polaire Le reste du trophectoderme se différencie en cytotrophoblaste : cellules bien délimitées par des contours membranaires, elles se divisent par mitoses et vont aller alimenter le syncytiotrophoblaste. Ce SCT va peu à peu entourer tout l'oeuf (J8)

Extension progressive du SCT à toute la surface de l'oeuf

J9 - 10 : Isolement du cytotrophoblaste (CT) du chorion utérin SCT = Zone intermédiaire entre CT et chorion

2) Différenciation de la MCI * Au niveau du bouton embryonnaire : différenciation d'un premier feuillet : Hypoblaste (position ventrale) = Couche unique de petites cellules aplaties

* 2ème feuillet = Epiblaste (Position dorsal) = couche unique de cellule cylindrique

* Entre Hypoblaste et Epiblaste = LB

3) Apparition de cavités : a) Cavité amniotique : Apparait entre J7 et J8 (= début de la 2e SD)

=> Accumulation progressive de liquide entre Epiblaste et CT --> Formation de la cavité amniotique : = poche des eaux (devient de plus en plus importante au cours du développement embryonnaire) : au départ c'est une cavité minime par rapport au coelome externe

Puis prolifération des cellules épiblastiques --> Formation du plafond de la CA : Amnioblastes

J9 : Amnioblastes = couche unique de cellules aplaties Cellules épiblastes = plancher cavité amniotique

b) Vésicule vitelline primitive

A partir de J8, on obserbe une prolifération des cellules hypoblastiques, elles vont se développer sur la face interne du blastocèle/face interne du cytotrophoblaste Formation de la membrane de Heuser => Apparition d'une nouvelle cavité = Vésicule vitelline primitive (l'ancienne cavité s'appelait blastocèle, elle change de nom : VV1)

c) Coelome externe :

J10 - J11 : Formation d'un tissu conjonctif lache à partir de la membrane de Heuser. nouveaux contingents cellulaires : entre CT et membrane de Heuser = Mésoderme extra embryonnaire --> Origine controversée Extension du MEE sur l'ensemble de la face interne du CT Entre CT et VV1, puis se poursuit entre CT et CA. Tapisse parois du CT et parois de la cavité amniotique (CA) et de la vésicule vitelline primitive (VV1)

J12 : Lacunes de mésoderme extra embryonnaire (MEE) --> se rassemblent pour former une cavité de plus en plus importante = coelome externe = cavité choriale : n'entoure pas complètement l'oeuf (Coelome externe beaucoup + important en taille)

--> Beaucoup plus important que la cavité amniotique --> Respect du pédicule de fixation --> Retenu (à l'utérus) au CT par le pédicule de fixation à la membrane Le pédicule de fixation formera le futur cordon ombilical (initialement en position dorsale, puis bascule en position ventrale)

Cette cavité n'entraine pas la disparition complète du mésoderme extra embryonnaire : Ce qui reste : Splanchnopleure et Somatopleure extra-embryonnaire * Splanchnopleure très limitée : entoure la vésicule vitelline * Somatopleure : entoure la cavité amniotique, forme le pédicule de fixation, borde l'intérieur du cytotrophoblaste d) Vésicule vitelline secondaire

J 12 - 13 : Nouvelle poussée de cellules hypoblastiques qui étranglent la vésicule vitelline primitive => Une partie de la VV1 est éliminée/expulsée en dehors de l'oeuf sous forme de kystes exocoelomiques. La partie éliminée se retrouve dans la somatopleure extra embryonnaire

La VV2 est plus petite que la VV1

III- Interaction avec l'endomètre * Implantation = évènement complexe * Synchronisation dans le temps --> Notion de fenêtre d'implantation (5 à 9 J après la fécondation) --> Sécrétion de

progestérone maximale : utérus prêt à recevoir l'oeuf. (Oeuf et utérus à un stade donné) Cette période correspond à J19-J23 du cycle menstruel. En dehors : --> Notion de période réfractaire * Communication étroite --> Notion de dialogue moléculaire : * molécule d'adhérence * Facteurs de croissance - Hormones * Récepteurs correspondants

1) Orientation du blastocyste Présentation du pôle embryonnaire à l'endomètre Début de la deuxième semaine : blastocyste tourne pour présenter à l'épithélium son pôle embryonnaire --> S'arrime par la MCI Entrée du blastocyste en contact avec l'épithélium => SCT et CT 2) Apposition du blastocyste --> Phase instable (= si on envoie du liquide dans la cavité, le blastocyste se détache de l'épithélium) : accrochage non ferme

Différenciation du trophectoderme (SCT et CT) Cette phase d'apposition est une phase caractérisée par l'apparition au niveau du SCT de microvillosités, et en regard, au niveau de l'épithélium utérin : apparition de pinopodes (= protusions cytoplasmiques favorisées par la progestérone, uniquement pendant la fenetre d'implantation) Ces pinopodes ont un rôle dans l'absorption du liquide utérin. Pinopodes = Protusions cytoplasmiques volumineuses, arrondies --> Absorption de liquide utérin --> Expression transitoire (que pendant la fenêtre d'implantation) La Progestérone favorise l'expression des pinopodes

3) Adhésion du blastocyste : Phase stable, le blastocyste reste fixé à l'utérus (avec la même expérience de flushing) --> Permise par des molécules dont l'expression est diminuée et augmentée Stabilité entre blastocyste et endomètre : Expression réduite : - Glycoprotéine transmembranaire de l'épithélium utérin - Famille des mucines (MUC-1) - Inhibiteurs de l'implantation - Expression réduite dans la fenêtre d'implantation

Expression augmentée : - Molécule d'adhérence : Cadhérines, intégrines et leurs récepteurs

4) Invasion du blastocyste 4.1 Franchissement ...