PLAN: Le développement embryonnaire des premières semaines
Les premières semaines du développement embryonnaire
- Introduction.
- La Maturation épididymaire du spermatozoïde (fécondance du spermatozoïde).
Introduction
Les premières semaines du développement embryonnaire - Ces premières semaines sont très importantes car les évènements qui peuvent interférer sur ces premières semaines obéissent à la loi du tout ou rien. L’embryon pourra être exposé à des facteurs toxiques externes qui pourront interférer avec son développement. - Durée de la grossesse : o Date du terme : 266 jours ou 38 semaines après la fécondation. o 40 semaines aménorrhées (après le premier jour des dernières règles). o Période embryonnaire : de la 1ère semaine jusqu’à la 9ème semaine o La période fœtale : de la 9ème semaine à la naissance (3ème mois) o - Le déroulement de la période embryonnaire : elle se subdivise en 2 parties : o Avant l’implantation de l’embryon : la vie embryonnaire libre (semaine 1) o Après implantation : la vie embryonnaire fixée (semaine 2 jusqu’à la semaine 9) o La semaine 1 : o débute à la fécondation o Correspond à la segmentation jusqu’à la morula o A la fin de cette semaine, le début de l’implantation (cavité utérine) o La semaine 2 : o Progression de l’implantation o La formation du disque embryonnaire didermique : embryon à 2 feuillets : (entoblaste et ectoblaste) o La formation des 2 cavités o La semaine 3 : o La Gastrulation o La formation du disque embryonnaire tridermique embryon à 3 feuillets : • Ectoblaste • Chordomésoblaste • Entoblaste o Formation d’une 3ème cavité - La première semaine : o correspond à la période préimplantatoire ou la vie libre de l’embryon. Celui-ci va se développer de manière autonome et flotte dans le fluide tubaire : durant cette première semaine, l’embryon va migrer du site de fécondation jusque dans la cavité utérine (migration dans la trompe). o Pendant cette première semaine, on va observer les divisions mitotiques des cellules embryonnaires : La segmentation o La segmentation correspond à la série des divisions mitotiques qui va permettre le passage d’un embryon du stade de deux cellules à un embryon de 12 à 33 cellules : embryon au stade de morula o La première division de segmentation : o intervient entre 30 et 36h heures après la fécondation o aboutit aux 2 cellules filles : les blastomères. Un blastomère est une cellule embryonnaire pendant la première semaine. o les divisions vont s’enchainer toutes les 20 heures environ. o Chez l’homme, les divisions vont concerner l’ensemble du cytoplasme (uniquement une partie du cytoplasme est concernée par les divisions de segmentation chez d’autres espèces). o Jusqu’au stade morula, le diamètre de l’embryon va être comparable au diamètre de l’ovocyte mature donc au cours des divisions de segmentation, la taille des blastomères va progressivement diminuer alors que leur nombre va augmenter (d’où le diamètre comparable). o L’ovocyte a accumulé une grande réserve de protéines etd’ARN qui vont servir aux première divisions EMBRYONNAIRES (pas fœtales) o Chacun des blastomères va posséder 46 K et 2n ADN sauf au moment de la réplication de l’ADN précédant la division de segmentation suivante. o Au 2ème jour, après la fécondation, l’embryon comporte 4 cellules (4 blastomères). o Au 3ème jour, l’embryon comporte entre 5 et 10 cellules embryonnaires, la moyenne étant 8 cellules ou 8 blastomères. o Au 4ème jour, au stade de morula, l’embryon aura entre 12 et 32 cellules ; trophoblaste visible o Les blastomères sont des cellules totipotentes donc jusqu’au stade de morula, elles sont capable de créer un individu complet (constitution de jumeaux homozygotes qui peuvent intervenir du stade d’embryon à 2 cellules jusqu’au stade de morula, avant la compaction). o Au 4ème-5ème Jour : compaction de la morula : o Au 5ème-6ème jour, l’embryon aura 200 cellules : Blastocyste. Cet embryon qui se développer va conserver un diamètre équivalent à celui de l’ovocyte mature et reste entouré de la ZPO, jusqu’au stade ultime de blastocyste qui va subir l’éclosion embryonnaire. Cette ZPO joue un rôle de protection de l’embryon pendant tout le transit dans la trompe utérine. 0 - Au 4ème-5ème Jour : compaction de la morula : Totipotent Pluripotent o Jusqu’au stade de 8 blastomères, les cellules embryonnaires forment une masse cellulaire lâche. o Au-delà, les esPASS intercellulaires vont se réduire et entrainer un phénomène de compaction qui se traduira par la présence de larges esPASS interstitiels centraux et un isolement des cellules périphériques des cellules centrales. C’est ce qu’on appelle la compaction de la morula. o Jusqu’au stade morula non compactée les cellules embryonnaires sont des cellules totipotentes. Dès lors que l’on aura ce phénomène de compaction, la totipotence va disparaitre et on aura des cellules embryonnaires qui seront pluripotentes c'est-à-dire capable de se différencier vers n’importe quels tissus d’un individu mais incapable de reconstituer un individu dans son ensemble. o La zone centrale de la morula va porter le nom de bouton embryonnaire et la masse cellulaire périphérique dont les cellules vont s’aplatir après la compaction, va porter le nom de trophoblaste ou trophectoderme dont les cellules vont être à l‘origine de la formation du placenta. o Polarité des blastomères périphériques : les cellules périphériques vont porter au niveau de leur pôle apical, des microvillosités externes et elles vont mettre en place sur les faces latérales, des jonctions serrées, des jonctions adhérentes et des jonctions communicantes (elles auront une face libre et une face adhésive). - Au stade de morula, on a donc 2 sous-stades : o Stade de morula non-compactée avec des cellules embryonnaires totipotentes o Stade de morula compactée avec 2 types de cellules pluripotentes distincts : o Les cellules internes qui forment le bouton embryonnaire o Les cellules externes qui forment le trophoblaste. o Entre les cellules de la morula interne et externe, on a aura des activités géniques différentes car ces cellules ont des fonctions différentes. - Le blastocyste : o La formation du blastocyste entre J5 et J6 (J5 : jeune blastocyste- J6 blastocyste expansé) : o Est caractérisé par la cavitation de la morula (formation d’une cavité) qui entraine la formation du blastocyste. o Aplatissement des blastomères périphériques : le trophoblaste ou trophectoderme. • Placenta • Les cellules sont polarisées • Jonctions serrées o Formation d’une cavité liquidienne : le blastocèle. o Formation de la masse cellulaire interne : o constituée par plus d’une vingtaine de blastomères non polarisés pluripotents. o Ces cellules de la masse cellulaire interne (J5-J6) sont en contact du blastocèle et dérivent du bouton embryonnaire des cellules internes de la morula compacté (J4-J5) o Ces cellules de la masse cellulaire interne ont un volume plus important que celles en dehors de cette masse cellulaire interne. o Elles vont être à l’origine de l’embryon lui-même et d’une partie des annexes embryonnaires. o Elles représentent 1/3 des cellules du blastocyste o leur mise en place fait intervenir des gènes spécifiques : 3 gènes spécifiques qui ont une importance (reprogrammation génétique : obtention de cellules souches embryonnaires à partir de cellules somatiques en faisant exprimer ces 3 gènes ces reprogrammations génétiques pourraient permettre des thérapies d‘un bon nombre de pathologies dégénératives). o Ces cellules de la masse cellulaire interne sont isolées dans une partie de l’embryon appelée bouton embryonnaire ou pôle embryonnaire par lequel l’embryon va venir se fixer au niveau de l’endomètre utérin au moment de l’implantation de l’embryon. o Les cellules du trophectoderme (trophoblaste) vont représenter les 2/3 restants du blastocyste et sont également sous la dépendance de gènes spécifiques. - La migration de l’embryon : o du stade d’embryon à 2 cellules jusqu’au stade de morula voire blastocyste, l’embryon va progresser à l’intérieur de la trompe utérine sous l’effet : o du battement ciliaire des cellules o du fluide tubaire o des contractions péristaltiques des musculeuses de la paroi de la trompe utérine. La trompe utérine possède une paroi composée par une muqueuse sous laquelle on trouve une musculeuse constituée de fibres musculaires lisses dont l’épaisseur augmente depuis la région de l’ampoule tubaire jusqu’à la région de l’isthme utérin qui correspond à l’ouverture de la trompe utérine dans la cavité utérine. (logique car un isthme est un rétrécissement donc la paroi qui est la muqueuse et la musculeuse va croître en taille). o En même temps que cet embryon se divise, il va migrer à l’intérieur de la trompe : la vie embryonnaire libre va s’achever lorsque l’embryon va s’implanter dans la cavité utérine qui est précédée par un événement appelé l’éclosion embryonnaire : la sortie du blastocyste de la ZPO qui joue un rôle protecteur pendant toute la durée de la folliculogénèse, la fécondation et la migration de l’embryon. o Cette rupture de la zone pellucide ovocytaire se fait par les phénomènes d’expansion et d’extension du blastocyste avec un embryon dont la taille atteint 200 μm. Ceci provoque un amincissement de la ZPO (phénomène de fragilisation de la ZPO) et l’embryon libère aussi des enzymes (de type protéases) : la trypsine élaborée par le trophectoderme et fragilise la ZPO (digestion enzymatique) : cela va provoquer la rupture de la ZPO et l’éclosion embryonnaire. o Cette éclosion embryonnaire va permettre l’interaction entre les cellules du trophectoderme du pôle embryonnaire et les cellules de l’endomètre utérin notamment les cellules de l’épithélium utérin donc fusion ou éclosion avec l’épithélium utérin qui intervient le 5ème jour et 6ème jour du développement embryonnaire, l’implantation débutant ente le 6ème et le 8ème jour. (QCM : IMPLANTATION = J6/J7/J8) o Durant toute cette semaine de vie embryonnaire libre, l’embryon va être isolé des autres cellules (cellules de la trompe utérine). Au début, il va vivre seul, sur les réserves accumulées par l’ovocyte, les ARN et les protéines et va vivre également de nutriment apporté par le fluide tubaire car rapidement il va épuiser les réserves de l’ovocyte. Progressivement, il va mettre en place son propre génome au stade d’embryon entre 4 et 8 cellules (48-72 heures après fécondation : fusion des pro-noyaux à ce stade). On aura une mise en route du génome paternel et du génome maternel. Cette activation est nécessaire à sa survie et son développement normal ultérieur. o La recherche sur l’embryon humain est interdite et condamnée en France mais il y a la possibilité de mener des recherches avec des autorisations. In vitro, on est capable d’aller jusqu’au stade blastocyste. o A la fin de la 1ère semaine du développement et au début de la 2ème semaine, on a le phénomène d’implantation embryonnaire. o On a donc avant et au début de l’implantation embryonnaire (6 au 8ème jour) : o Eclosion embryonnaire : Expansion du blastocyste et rupture de la ZP o Fixation à l’épithélium utérin : trophoblaste (J8) : Tiers moyen – tiers supérieur (face postérieure de l’utérus). - La 2ème semaine : La 2ème semaine est caractérisée par l’implantation d’une part et surtout par la formation d'un disque embryonnaire didermique : au début de la 2ème semaine, les cellules de la masse cellulaire interne qui bordent le blastocèle (formé par cavitation de la morula) s’aplatissent et se différencient, pour former un premier feuillet qu’on appelle l’entoblaste au contact d’une cavité qu’on appelle le blastocèle. Au cours de cette 2ème semaine, on va voir se différencier un 2ème feuillet = l’ectoblaste qui constitue le plancher d’une 2ème cavité liquidienne ou cavité amniotique qui aura pour plafond les cellules amniotiques de l’amnios ou membrane amniotique. Dans la partie inférieure, l’entoblaste qui constitue le plafond du blastocèle. Le blastocèle devient en fin de 2ème semaine : le lecithocèle qui va être doublé en périphérie par une membrane appelé membrane de Heuser. Entre le lecithocèle et les cellules du trophoblaste ou trophectoderme, se différencie une nouvelle structure constitué par des cellules mésenchymateuses qui vont constituer un réseau lâche cellulaire = le mésenchyme extraembryonnaire qui s’interpose entre le lecithocèle, la cavité amniotique et le trophoblaste. A la fin de cette 2ème semaine, constitution d’un 2ème feuillet : l’ectoblaste et formation du mésenchyme extraembryonnaire, de la cavité amniotique, du lecithocèle. 7 à 12 !!!!!!! A la fin de cette 2ème semaine, ce mésenchyme extra-embryonnaire va progressivement régresser pour former une 3ème cavité qui porte le nom de cœlome extraembryonnaire. Le mésenchyme extraembryonnaire ne va pas régresser dans la totalité de l’embryon et va persister en formant une fine couche en contact avec la membrane de Heuser mais aussi en contact avec la cavité amniotique et à l’extérieur avec le trophoblaste. Cette résorption s’effectue par une dégénérescence cellulaire par mécanisme d’apoptose, cependant elle n’est pas complète. Donc à la fin de la 2ème semaine, on a : o (2) ou 3 cavités : • la cavité amniotique • le lecithocèle • le cœlome extraembryonnaire (fin S2/début S3) o et 2 feuillets : • l’ectoblaste au-dessus • l’entoblaste ou endoblaste. A la fin de la 2ème semaine, on aura un œuf didermique qui sera implanté dans la cavité utérine et qui possédera des annexes embryonnaires constituées par le trophoblaste, le mésenchyme extraembryonnaire, l’amnios, le lecithocèle qui provient d’une évolution du blastocèle. - La 3ème semaine est caractérisée par la gastrulation : o étape fondamentale de l’embryogenèse dans de nombreuses espèces o aboutit à la mise en place d’un 3ème feuillet qui porte le nom de Chordomésoblaste. o Vers le 15ème jour du développement embryonnaire, on voit apparaitre une fossette, une dépression linéaire limitée dans la partie antérieure par une dépression plus importante qu’on appelle le nœud de Hensen et dans la partie postérieure : le nœud postérieur. L’ensemble de cette dépression constitue la ligne primitive : le point de départ de la création de la symétrie embryonnaire antérieure et postérieure. A partir de cette ligne primitive, va se former le Chordomésoblaste. Au niveau de l’ectoblaste de la ligne primitive, on a une intense activité mitotique : les cellules qui vont de diviser et se détachent grâce à une modification des adhésions intercellulaires et vont migrer sous et de part et d’autre de la ligne primitive pour se placer entre l’ectoblaste et l’endoblaste. o On observe cette migration latérale de la partie supérieure vers la partie inférieure de l’ectoblaste pour former le Chordomésoblaste. o A la fin de la gastrulation, on va voir se former plusieurs parties au niveau du chordomésoblaste : o Mésoblaste latéral o Mésoblaste caudal o Mésoblaste chordal - La gastrulation témoigne : o de la fin de l’embryogenèse générale o du début de la morphogenèse. o A la fin de la 3ème semaine, embryon constitué de 3 feuillets : o ectoblaste o chordomésoblaste o endoblaste = entoblaste o A partir de ce stade, va débuter : o la morphogénèse : l’établissement de la forme et du volume et de l’embryon. o l’organogenèse : mise en place des principales ébauches organiques. - La vie embryonnaire fixée est caractérisée par plusieurs étapes : o Morphogenèse primaire o Pré gastrulation : S2 • Disque didermique (ectoblaste et endoblaste) • Cavité amniotique • Lécithocèle secondaire • Coelome externe et extraembryonnaire o Gastrulation : S3 • Embryonnaire tridermique (ectoblaste –mésoblaste-entoblaste) • Cavité amniotique • Lecithocèle secondaire • Coelome externe ou extraembryonnaire o Morphogenèse secondaire caractérisée par : o Neurulation par l’ectoblaste : peau et tissus nerveux o Formation de l’intestin primitif par l’entoblaste : épithélium digestif et respiratoire o Métamérisation du chordomésoblaste : squelette, muscle, tissus conjonctif, rénal, vessie o Morphogenèse définitive o Formation des organes. Les cellules du trophoblaste (J4) fusionnent pour donner une nouvelle couche : le Syncytiotrophoblaste Résumé : Semaine 1 : entoblaste - Compaction de la morula Cavitation de la morula Blastocèle - Cellules externes Trophoblaste - Cellules internes bouton embryonnaire Masse cellulaire interne annexes embryonnaires CORDON + MEMBRANE AMNIOTIQUE (= AMNIOS) Semaine 2 : pré gastrulation : didermique : entoblaste et ectoblaste au-dessus - Masse cellulaire interne entoblaste doublé par membrane de Heuser = plafond du blastocèle - Blastocèle Lecithocèle : plafond = entoblaste - Formation de l’ectoblaste : plancher de l’amnios - Formation de l’amnios : toit = membrane amniotique ; plancher = ectoblaste - Entre la cavité amniotique, le trophoblaste et le lecithocèle formation du mésenchyme extra-embryonnaire coelome extra-embryonnaire (fin semaine 2) Semaine 3 : gastrulation : tridermique : entoblaste + ectoblaste au-dessus + chordemésoblaste entre les 2 - Régression mésenchyme extra-embryonnaire cavité du cœlome extra embryonnaire (début S3) - Faible persistance du mésenchyme extra-embryonnaire : avec ce qui l’entourait Membrane de Heuser (double le lecithocèle) Cavité amniotique Trophoblaste - Apparition de la ligne primitive à J15 : entre ectoblaste et entoblaste Limite antérieure : nœud de Hensen Limite postérieure : nœud postérieur - Ectoblaste activité mitotique intense migration latérale sous et de part et d’autre de la ligne primitive formation du chordomésoblaste - Chordomésoblaste entre : Entoblaste en dedans Ectoblaste en dehors - Chordomésoblaste : Latéral Caudal Chordal Remarques mnémotechniques : - C’est logique que la masse cellulaire interne donne l’entoblaste (qui est interne) - C’est logique que le mésenchyme extraembryonnaire qui va former la 3ème cavité se forme entre les 2 cavités déjà existantes (lecithocèle et amnios) et le trophoblaste (qui est à l’extérieur ce qui va bien avec « extra-embryonnaire) - J7 : On le place dans la cavité utérine