Fiche de révision : Embryologie et tératogenèse

📋 Plan du Cours

1. Gastrulation durant la troisième semaine
2. Formation des feuillets embryonnaires
3. Formation de la chorde définitive
4. Cinétique de la gastrulation
5. Anomalies de la gastrulation
6. Mise en place du tissu nerveux
7. Îlots vasculaires et gonocytes primordiaux
8. Délimitation de l’embryon
9. Formation de la paroi et du cordon
10. Différenciation des feuillets et croissance
11. Dérivés des feuillets embryonnaires
12. Formation et types de jumeaux
13. Facteurs et périodes tératogènes
14. Causes et mécanismes tératogènes
15. Variabilité et effets à long terme

📖 1. Gastrulation durant la troisième semaine

🔑 Notions clés & Définitions

• Gastrulation : Ensemble des phénomènes qui transforme l’embryon didermique, formé de l’épiblaste et de l’endoderme primitif, en embryon tridermique.

★ À maîtriser

• La troisième semaine du développement est marquée par la gastrulation et le début de la neurulation.

Compléments

• Au milieu de la troisième semaine commencent les phénomènes qui mettent en place les ébauches du système nerveux.

• Au cours de la troisième semaine apparaissent les premiers îlots vasculo-sanguins et les premières cellules germinales, appelées gonocytes primordiaux.

📖 2. Formation des feuillets embryonnaires

🔑 Notions clés & Définitions

• Endoderme définitif : Feuillet formé par des cellules épiblastiques qui migrent et s’intercalent entre les cellules de l’endoderme primitif, refoulées latéralement.
• Mésoderme embryonnaire : Feuillet intermédiaire constitué de cellules mésenchymateuses indépendantes, formé par l’infiltration de cellules épiblastiques entre l’épiblaste et l’endoderme.

★ À maîtriser

• Au début de la troisième semaine, la prolifération des cellules épiblastiques sur la face dorsale du disque embryonnaire forme la ligne primitive, épaississement médian situé à la partie caudale du disque.

• La ligne primitive détermine l’axe céphalocaudal et la symétrie bilatérale de l’embryon.

• 🔄 À partir du 16ᵉ jour, les cellules épiblastiques suivent ces étapes :
  1. Elles prolifèrent.
  2. Elles migrent à la surface du disque vers la ligne primitive.
  3. Elles s’invaginent dans le sillon de la ligne primitive.
  4. Elles s’infiltrent entre l’épiblaste et l’endoderme pour former le mésoderme embryonnaire.

📌 Le mésoderme s’interpose entre les feuillets sur presque tout le disque, sauf au niveau des membranes pharyngienne et cloacale, où l’épiblaste et l’endoderme restent unis et forment des disques didermiques.

Compléments

• Après avoir donné l’endoderme et le mésoderme, l’épiblaste est dénommé ectoderme et est à l’origine de toutes les cellules de l’embryon tridermique.

• Le mésoderme embryonnaire entre en contact avec le mésoderme extraembryonnaire sur les bords du disque embryonnaire.

• La mise en place du mésoderme se poursuit jusqu’à la fin de la troisième semaine, puis la prolifération cellulaire diminue et la ligne primitive régresse.

📖 3. Formation de la chorde définitive

★ À maîtriser

• Au niveau du nœud de Hensen, des cellules épiblastiques prolifèrent et s’invaginent entre l’épiblaste et l’endoderme pour former un tube médian qui s’allonge vers le pôle céphalique, le prolongement céphalique ou canal chordal.

• Vers le 18ᵉ jour, la paroi ventrale du canal chordal s’accole à l’endoderme sous-jacent, puis les deux structures se fissurent et les fentes fusionnent, faisant disparaître cette paroi ventrale et ouvrant la paroi dorsale en gouttière dans la vésicule vitelline.

• 🔄 La plaque chordale forme la chorde définitive selon cette séquence :

  1. Les cellules de la plaque chordale prolifèrent.
  2. Elles s’isolent de l’endoderme.
  3. Elles forment un cordon cellulaire plein, médian et axial, la chorde définitive.
  4. L’endoderme rétablit sa continuité sous la chorde.

Compléments

• Le nœud de Hensen est un bourrelet arrondi creusé par une dépression, situé à l’extrémité antérieure de la ligne primitive.

• La gouttière formée par la paroi dorsale du canal chordal s’aplatit en plaque chordale, bordée par l’endoderme.

• Le canal de Lieberkühn, ou canal neurentérique, établit une communication directe entre la cavité amniotique et la vésicule vitelline, et le nœud de Hensen en forme l’orifice dorsal.

• Une fois formée, la chorde définitive participe à la différenciation de l’ectoderme sus-jacent en neurectoderme.

💡 Astuce mémo

Canal chordal → plaque chordale → chorde définitive

📖 4. Cinétique de la gastrulation

★ À maîtriser

• Les mouvements morphogénétiques de la gastrulation sont mis en évidence en marquant des régions sélectionnées de l’œuf avec des colorants vitaux, puis en suivant ces marques sur l’embryon ou sur des coupes.

Compléments

• L’embryologie expérimentale étudie aussi les déplacements cellulaires grâce à la mise en place d’obstacles, aux marquages radioactifs et aux greffes.

📖 5. Anomalies de la gastrulation

★ À maîtriser

• L’apparition de la ligne primitive détermine le plan de symétrie de l’individu, et toute perturbation de cette ligne peut provoquer des malformations.

• La présence de deux lignes primitives peut entraîner la formation de deux chordes et de deux individus plus ou moins soudés, appelés monstres doubles ou siamois.

Compléments

• Chez l’être humain, les anomalies de la gastrulation sont rares, mais très graves, car elles peuvent être à l’origine de monstres doubles.

• La formation de monstres doubles peut être due à la fusion plus ou moins précoce de deux embryons.

💡 Astuce mémo

Perturbation de la ligne primitive → malformations.

📖 6. Mise en place du tissu nerveux

★ À maîtriser

• Les tissus dont les effets conjugués contribuent au développement du système nerveux sont :

  • la chorde
  • le nœud de Hensen
  • l’épiblaste
  • le mésoderme

• Au 18ᵉ jour, en avant du nœud de Hensen, l’ectoderme s’épaissit par multiplication cellulaire sous l’induction des tissus environnants et forme la plaque neurale, qui devient le neurectoderme.

• Au début de la 4ᵉ semaine, les bords de la gouttière neurale se surélèvent, se rapprochent et fusionnent pour former le tube neural, lors de la neurulation primaire.

• La fermeture du tube neural commence dans la région moyenne de l’embryon, future région cervicale, puis progresse vers ses deux extrémités.

• Après la fermeture du neuropore postérieur, un bourgeon de mésoderme caudal se creuse d’une lumière, puis fusionne avec le tube neural au niveau du neuropore postérieur vers la 6ᵉ semaine : c’est la neurulation secondaire.

Compléments

• La plaque neurale a une forme de raquette : sa partie craniale large donnera le cerveau et le cervelet, tandis que sa partie caudale effilée donnera la moelle épinière.

• Au 19ᵉ jour, la plaque neurale s’invagine et ses bords se soulèvent pour former la gouttière neurale.

• Peu avant la fermeture du tube neural, un cordon longitudinal se détache de chaque côté à la jonction entre la gouttière neurale et l’ectoderme, formant les crêtes neurales.

• Après la fermeture du tube neural, l’ectoderme restant se referme et devient l’ectoderme de surface, futur épiderme.

• Le neuropore antérieur se ferme vers le 26ᵉ jour, tandis que le neuropore postérieur se ferme vers le 28ᵉ jour.

💡 Astuce mémo

Plaque neurale → gouttière → tube neural.

📖 7. Îlots vasculaires et gonocytes primordiaux

★ À maîtriser

• Vers le milieu de la 3ᵉ semaine, certaines cellules mésenchymateuses extraembryonnaires se différencient en îlots vasculo-sanguins primitifs, qui donnent naissance aux premiers capillaires et aux premières cellules sanguines.

• À la fin de la 3ᵉ semaine, les gonocytes primordiaux apparaissent dans la paroi de la vésicule vitelline, près de l’allantoïde.

Compléments

• La formation des îlots vasculo-sanguins commence dans le mésoderme extraembryonnaire, puis se produit dans le mésoderme intraembryonnaire.

• L’origine actuellement retenue des gonocytes primordiaux est l’épiblaste.

• Les gonocytes primordiaux migrent vers le site où les gonades vont se développer.

📖 8. Délimitation de l’embryon

★ À maîtriser

• La délimitation se déroule au cours de la 4ᵉ semaine et transforme le disque tridermique plan en un embryon séparé de ses annexes et relié au placenta par le cordon ombilical.

• Les deux facteurs qui contribuent à la délimitation de l’embryon sont la croissance rapide et importante du tube neural et l’expansion de la cavité amniotique.

• La croissance du tube neural et des somites fait saillir la partie dorsale de l’embryon dans la cavité amniotique, provoquant son pliement céphalique et caudal, tandis que l’expansion de la cavité amniotique et des lames latérales du mésoderme entraîne l’enroulement des parties latérales sous le disque embryonnaire.

Compléments

• À la fin de la 3ᵉ semaine, le disque embryonnaire est limité dorsalement par la cavité amniotique, ventralement par la vésicule vitelline, céphaliquement par la membrane pharyngienne, caudalement par la membrane cloacale et latéralement par le sillon amniotique, zone de jonction de l’ectoderme et de l’amnios.

📖 9. Formation de la paroi et du cordon

★ À maîtriser

• L’expansion de la cavité amniotique resserre sur la face ventrale le pédicule embryonnaire devenu pédicule ventral, formé de mésoderme et contenant le diverticule allantoïdien et le canal vitellin.

📌 Les vaisseaux vitellins régressent, tandis que les vaisseaux ombilicaux, ou allantoïdiens, vascularisent les villosités choriales et assurent la nutrition et le développement de l’embryon.

• L’intestin primitif comprend : l’intestin antérieur, fermé par la membrane pharyngienne, l’intestin moyen, relié à la vésicule ombilicale par le canal vitellin, l’intestin postérieur, fermé par la membrane cloacale

Compléments

• Le sillon amniotique contourne l’embryon sous sa face ventrale et délimite l’ombilic ; le resserrement ombilical renverse complètement les membranes pharyngienne et cloacale.

• Après la délimitation céphalocaudale, l’ébauche cardiaque se retrouve du côté caudal de la membrane pharyngienne, le pédicule embryonnaire devient ventral et une partie du diverticule allantoïdien est incorporée à l’embryon.

• Lors de la délimitation, le toit de la vésicule vitelline s’incorpore au corps de l’embryon pour former l’intestin primitif, tandis que la partie non incorporée forme la vésicule ombilicale.

📖 10. Différenciation des feuillets et croissance

🔑 Notions clés & Définitions

• Différenciation cellulaire : Synthèse, en plus des éléments de première nécessité, de protéines spécialisées ; les cellules diffèrent par l’expression de gènes différents, activés ou réprimés, et non par leur contenu en gènes.

★ À maîtriser

• Le mésoderme para-axial se segmente en somites selon une progression craniocaudale, qui se poursuit jusqu’à la fin de la 5ᵉ semaine ; l’embryon compte alors 42 à 44 paires de somites, sauf dans sa partie céphalique où le mésoderme ne se segmente pas ainsi.

• Les cellules ventrales de chaque somite forment le sclérotome, à l’origine du squelette vertébral et des côtes ; le dermomyotome restant comprend le myotome, à l’origine des muscles striés du tronc, et le dermatome, à l’origine du derme.

• La somatopleure s’associe à l’ectoderme de surface pour former les parois latérale et ventrale de l’embryon ainsi que les membres, tandis que la splanchnopleure s’associe à l’endoderme pour former la paroi de l’intestin primitif.

• La croissance d’un organe associe :

  • la multiplication cellulaire
  • la migration cellulaire
  • la mort cellulaire

Compléments

• Le mésoderme intermédiaire, ou cordon néphrogène, donne naissance à la plus grande partie de l’appareil urinaire et à une partie de l’appareil génital.

• Le mésoderme latéral se clive en somatopleure et splanchnopleure, qui délimitent le cœlome intraembryonnaire.

• Les surfaces de la somatopleure et de la splanchnopleure forment une membrane mésothéliale, ou séreuse, qui tapisse les cavités péritonéale, pleurale et péricardique.

• Les bourgeons des membres supérieurs apparaissent vers le 24ᵉ jour et ceux des membres inférieurs vers le 28ᵉ jour.

• Vers la fin de la 3ᵉ semaine, un mélange de mésoderme intraembryonnaire et extraembryonnaire forme la zone cardiogène, où se différencient le tube cardiaque et les vaisseaux intraembryonnaires.

• Une mutation du gène de structure des molécules indispensables à la mitose, notamment les tubulines, l’actine et la myosine, altère leurs propriétés et entraîne la mort de l’œuf.

• Le FGF (fibroblast growth factor) stimule la croissance des cellules dérivées du mésoderme et de l’épiblaste.

• La migration cellulaire nécessite des protéines contractiles pour le déplacement et des protéines telles que la fibronectine pour modifier l’adhérence au support ; d’autres molécules d’adhésion assurent l’adhérence des cellules à destination.

• La mort cellulaire permet l’ouverture de la bouche et de l’anus au niveau des membranes pharyngienne et cloacale ; elle peut aussi provoquer la disparition presque complète de structures embryonnaires comme la chorde.

📖 11. Dérivés des feuillets embryonnaires

📝 Points essentiels

• Le tube neural forme :

  • le système nerveux central
  • les épithéliums sensoriels, dont la rétine
  • l’hypophyse postérieure

• L’ectoderme de surface forme :

  • l’épiderme et les phanères (ongles et poils)
  • les glandes sous-cutanées
  • la glande mammaire
  • l’émail dentaire
  • le cristallin
  • la cornée
  • l’hypophyse antérieure

• Les crêtes neurales forment :

  • le système nerveux périphérique
  • la dentine
  • la médullosurrénale
  • les mélanocytes
  • les cartilages de la face

• Le mésoderme forme le squelette (os et cartilage), les tissus conjonctifs, les muscles striés et lisses, les systèmes cardiovasculaire et lymphatique, les cellules sanguines, les reins et voies urinaires hautes, les appareils génitaux, le péricarde, les plèvres et le péritoine, la rate, la corticosurrénale et les structures non épithéliales des voies digestives, respiratoires et génito-urinaires.

• L’endoderme forme la partie épithéliale :

  • du tube digestif
  • du foie
  • du pancréas
  • de l’appareil respiratoire
  • de la thyroïde
  • des parathyroïdes
  • des amygdales
  • de la vessie
  • de l’urètre
  • du thymus

📖 12. Formation et types de jumeaux

★ À maîtriser

• Les faux jumeaux représentent environ les 2/3 des jumeaux et proviennent de deux ovocytes fécondés par deux spermatozoïdes différents au cours d’un même cycle.

• Chez les faux jumeaux, chaque embryon possède son propre chorion et son propre amnios, même lorsque les deux placentas accolés forment une masse d’apparence unique.

• Les vrais jumeaux représentent environ 1/3 des jumeaux, proviennent de la division d’un œuf unique et sont toujours de même sexe.

• La séparation des deux premiers blastomères, observée dans 1/3 des vrais jumeaux, produit des jumeaux dichoriaux et diamniotiques ayant chacun un placenta, un chorion et un amnios.

• La séparation au stade du bouton embryonnaire, observée dans 2/3 des vrais jumeaux, produit des jumeaux monochoriaux et diamniotiques avec un placenta et un chorion communs et deux amnios séparés.

Compléments

• Les faux jumeaux peuvent être de même sexe ou de sexes différents et ne se distinguent des frères et sœurs habituels que par la simultanéité de leur gestation.

• La séparation rare au stade du disque embryonnaire produit des jumeaux monochoriaux et monoamniotiques, avec un placenta et un sac amniotique uniques.

• Les grossesses monochoriales comportent des anastomoses vasculaires entre les territoires placentaires des jumeaux, pouvant entraîner un déséquilibre circulatoire.

• Les grossesses gémellaires représentent environ une grossesse sur cent et sont les grossesses multiples les plus fréquentes.

• Les deux facteurs les plus évidents des grossesses gémellaires sont les facteurs génétique et hormonal.

💡 Astuce mémo

Dizygotes : deux œufs ; monozygotes : un œuf divisé.

📖 13. Facteurs et périodes tératogènes

🔑 Notions clés & Définitions

• Tératogenèse : Étude des malformations congénitales, de leurs mécanismes embryologiques et des facteurs qui contribuent éventuellement à leur survenue.
• Malformation congénitale : Présente à la naissance, mais pouvant se manifester tardivement au cours de la vie postnatale ; elle peut être isolée ou associée, mineure ou majeure.

★ À maîtriser

📌 Une malformation majeure est au-dessus de toute ressource thérapeutique, tandis qu’une malformation mineure est sans gravité lorsqu’elle est isolée mais peut s’associer à d’autres malformations dans une association ou un syndrome polymalformatif.

• Une malformation congénitale résulte d’un trouble du développement embryofœtal provoqué par un facteur tératogène endogène, chromosomique ou génique, ou exogène, infectieux, médicamenteux, métabolique, toxique ou physique.

• 🔄 Les effets varient selon la période d’exposition :

  1. Avant la fécondation, les antitumoraux et les radiations peuvent agir comme mutagènes sur les chromosomes de la lignée
  2. De la fécondation à la nidation, la période de totipotence obéit à la loi du tout ou rien.
  3. Pendant l’organogenèse, le facteur peut provoquer une embryopathie avec malformation majeure.
  4. Pendant la période fœtale, le facteur peut induire des dysplasies.

Compléments

• La susceptibilité individuelle de l’embryon influence sa réponse à un facteur tératogène.

• À partir du troisième mois, la période de croissance est moins sensible aux agents tératogènes, sauf pour le système nerveux et les organes génitaux, qui restent susceptibles plus longtemps.

💡 Astuce mémo

Avant fécondation → nidation → organogenèse → période fœtale.

📖 14. Causes et mécanismes tératogènes

★ À maîtriser

• Les causes endogènes représentent 20 % du total et comprennent les anomalies chromosomiques quantitatives ainsi que les causes géniques, souvent liées à une perte de fonction d’un gène muté ou inhibé, parfois à sa surexpression.

• Les causes exogènes comprennent :

  • les causes infectieuses : rubéole, toxoplasmose, listériose et infection à cytomégalovirus
  • les causes médicamenteuses : hormones stéroïdes, anticoagulants, vitamine A, lithium et antiépileptiques
  • les causes métaboliques : diabète maternel et phénylcétonurie
  • les causes toxiques : alcool et drogues
  • les causes physiques : radiations ionisantes

• Les mécanismes tératogènes comprennent : l’arrêt du développement par mort cellulaire, le plus fréquent, l’excès de développement avec apparition d’une ébauche supplémentaire, le déficit de résorption, pouvant provoquer une syndactylie, l’excès de résorption, l’anomalie vasculaire entraînant une ischémie puis la mort cellulaire

Compléments

• Les radiations ionisantes présentent peu de risque en radiodiagnostic, tandis que leur effet est dose-dépendant en radiothérapie ou après un accident nucléaire.

• Le plus souvent, les causes des malformations congénitales restent inconnues, et un agent donné n’est pas tératogène chez tous les sujets exposés.

📖 15. Variabilité et effets à long terme

★ À maîtriser

• Les effets tératogènes de certaines substances varient selon l’espèce : le thalidomide provoque des malformations des membres chez l’homme mais n’a pas d’effet chez le rat et la souris, tandis que les corticostéroïdes sont tératogènes chez la souris mais pas chez l’homme.

• Les mutations géniques et l’induction de cancers peuvent ne se manifester que longtemps après une exposition in utero.

Compléments

• Les différences d’effets tératogènes entre espèces rendent difficile la transposition à l’homme des résultats obtenus chez l’animal.

• Certaines substances environnementales perturbent les régulations endocrines et peuvent être responsables d’infertilité.

• Des difficultés intellectuelles et des troubles de l’humeur, notamment l’instabilité et l’irritabilité, ont été rapportés chez les enfants de mères alcooliques ou traitées par antiépileptiques.