3ème SD

Embryologie : La Troisième Semaine du Développement (SD)

La troisième semaine du développement embryonnaire est une période charnière, marquée par des transformations morphologiques majeures et la mise en place des trois feuillets embryonnaires. Elle fait suite à la phase lutéale du cycle menstruel où les premiers signes biologiques de grossesse (βhCG) apparaissent, et correspond à la fin de cette phase, l'absence de retour des règles étant le premier signe clinique objectif de grossesse (aménorrhée). C'est une période de grande sensibilité aux agents tératogènes en raison du début de la formation du système nerveux.

I. La Gastrulation : Mise en Place des Trois Feuillets

A. Formation de la Ligne Primitive et du Nœud Primitif

• Vers J15 (début 3^e SD), on observe la migration de cellules épiblastiques (positives au marqueur HNK1) vers le plan médian de la moitié inférieure du disque embryonnaire.

• Cette migration crée une densité cellulaire accrue, menant à l'apparition de la Ligne Primitive (LP).

• La ligne primitive se termine céphaliquement par le Nœud Primitif (ou nœud de Hensen).

• À J16, la ligne primitive représente 50% de la longueur de l'embryon et régressera avec le temps.

• Ces structures jouent un rôle clé dans la mise en place des trois feuillets.

• La gstrulation est un mouvement cellulaire important pour la mise en place des 3 feuillets primordiaux à partir de l'épiblaste (l'hypoblaste dégénère).
  

  La connaissance rapide de la grossesse est cruciale en raison de la sensibilité de l'embryon aux tératogènes durant cette période.

B. Établissement des Axes Embryonnaires

• Parallèlement, on assiste à la mise en place de deux axes de symétrie :

• Axe Céphalop-caudal : identifié par la partie céphalique (rostrale) et la partie caudale.

• Axe Gauche/Droite.

C. Origine des Feuillets Embryonnaires

L'épiblaste est à l'origine des trois feuillets primordiaux, chacun associé à un code couleur pour la représentation :

• Bleu : L'Ectoderme (futur revêtement externe et système nerveux).

• Rouge : Le Mésoderme (futurs muscles, squelette, système circulatoire, etc.).

• Jaune ou Vert : L'Endoderme (futurs revêtements des systèmes digestif et respiratoire).

D. Formation de l'Endoderme Définitif

• Vers J16-J17, des cellules épiblastiques migrent (ingression cellulaire) au niveau du nœud primitif.

• Elles perdent leur caractère épithélial (arrêt de l'expression de la Cadhérine E) et s'intercalent dans l'hypoblaste.

• Ces cellules refoulent et remplacent l'hypoblaste, formant l'Endoderme Définitif.

• Une fois installées, les cellules endodermiques ré-expriment la Cadhérine E.

E. Formation du Mésoderme

• Vers J16-J17, la mise en place du mésoderme se fait également à partir de cellules épiblastiques.

• Ces cellules migrent au niveau du nœud primitif et de toute la longueur de la ligne primitive (contrairement à l'endoderme qui se forme principalement au nœud).

• Elles subissent aussi une ingression (perte de Cadhérine E) et s'insèrent entre l'épiblaste et l'endoderme en formation.

• Le mésoderme s'étend sur toute la largeur de l'embryon, donnant naissance à des territoires différenciés.

Exceptions à l'Infiltration Mésodermique :

Deux régions ne sont pas infiltrées par le mésoderme, où l'endoderme et l'ectoderme restent accolés :

• La membrane pharyngienne (future bouche) à l'avant.

• La membrane cloacale (future partie terminale du tube digestif) à l'arrière.

Trajets de Migration Mésodermique :

• La position d'origine des cellules épiblastiques sur la ligne primitive détermine la migration latérale des cellules mésodermiques :

• Les cellules provenant de la partie basse (caudale) de la LP migrent très latéralement pour former le mésoderme extra-embryonnaire et le mésoderme latéral (territoire vert).

• Celles issues de la région moyenne forment le mésoderme intermédiaire (territoire violet), à l'origine des reins et gonades.

• Les cellules de la partie crâniale de la LP (proches du nœud) forment le mésoderme para-axial, moins latéral.

• Celles qui s'enfoncent uniquement à partir du nœud primitif forment le mésoderme axial (chorde et plaque préchordale).

F. Formation de l'Ectoderme Définitif

• Après la migration des cellules responsables de l'endoderme et du mésoderme, l'épiblaste restant devient l'Ectoderme Définitif (en bleu).

• Il s'agit du dernier feuillet à se mettre en place.

Les trois feuillets se forment donc du plus profond au plus superficiel (endoderme, mésoderme, ectoderme) selon un axe dorso-ventral, et proviennent tous de l'épiblaste.

II. Différenciation de l'Ectoderme et Neurulation

A. Différenciation de l'Ectoderme

L'ectoderme se différencie en :

• Neurectoderme (tissu nerveux) :

  • Le tube neural : futur Système Nerveux Central (SNC : encéphale et moelle épinière).

  • Les cellules des crêtes neurales : futur Système Nerveux Périphérique (SNP), mais pas seulement.

• Ectoderme de surface : futur épiderme.

L'initiation de cette mise en place du tissu nerveux commence dès la troisième semaine !

B. Formation de la Plaque Neurale

• Vers J18/J19, une partie de l'ectoderme, en avant de la ligne primitive, s'épaissit et se transforme en plaque neurale (ou neurectoderme).

• La plaque neurale a une forme de raquette ou de semelle, plus élargie à l'avant (futur encéphale) et effilée à l'arrière (futur moelle épinière).

• Cette transformation implique l'allongement de certaines cellules ectodermiques qui deviennent prismatiques, tandis que d'autres (ectoderme de surface) restent pavimenteuses.

C. Formation du Tube Neural (Neurulation Primaire)

• Vers J20, la plaque neurale, initialement plane, s'incurve pour former une gouttière neurale en V, puis en U.

• Vers J21, les bords de la gouttière neurale se rejoignent, donnant naissance :

  • Au tube neural (SNC).

  • Aux crêtes neurales (SNP et autres tissus).

• L'ectoderme de surface se referme par-dessus le tube neural et les crêtes neurales.

• Il existe des marqueurs distincts : Cadhérine E pour l'ectoderme de surface et Cadhérine N pour le tube neural.

Fermeture du Tube Neural (TN) :

• La fermeture n'est pas simultanée sur toute la longueur : elle débute au niveau de la 4^e paire de somites et progresse vers l'avant et l'arrière.

• Les dernières parties à se fermer sont :

  1. Le neuropore antérieur (avant) : se ferme entre J23-J26.

  2. Le neuropore postérieur (arrière) : se ferme entre J25-J28.

• Rappel : La partie antérieure de l'embryon est toujours en avance sur la partie postérieure en termes de développement.

• Jusqu'à la fermeture complète, le tube neural communique avec la cavité amniotique.

Malformations Liées à une Mauvaise Fermeture du Tube Neural :

• Rachischisis : mauvaise fermeture du TN au niveau dorsal.

• Anencéphalie : mauvaise fermeture du TN au niveau antérieur (encéphale).

Craniorachischisis : atteinte étendue à presque toute la plaque neurale.

Ces malformations sont souvent détectables par échographie et peuvent conduire à une interruption volontaire de grossesse (IVG).

III. Le Mésoderme : Devenir et Differentiation

A. Mésoderme Axial : La Chorde et la Plaque Préchordale

Issue des cellules épiblastiques du nœud primitif.

1. Plaque Préchordale :

• Cellules du mésoderme axial migrant en amont de la membrane pharyngienne.

• N'a pas de devenir morphologique direct, mais un rôle inducteur pour le tube neural.

2. La Chorde ou Notochorde :

Située entre la plaque préchordale et le nœud primitif. Son développement suit un processus en quatre phases (PCPC) :

1. Processus Chordal : cordon cellulaire plein formé du nœud primitif vers la plaque préchordale (sens caudo-céphalique).

2. Canal Chordal : creusement d'une cavité centrale dans le processus, avec une extrémité borgne (céphalique) et une ouverte dans la cavité amniotique (caudale).

3. Plaque Chordale : fusion du plancher du canal chordal avec l'endoderme sous-jacent, puis résorption du plancher (sens céphalo-caudal). Le plafond persiste et forme la plaque chordale. Il y a existence transitoire du canal neurentérique.

4. Chorde Pleine : enroulement de la plaque chordale sur elle-même (sens céphalo-caudal) formant un cylindre plein. L'endoderme sous-jacent se reconstitue et le canal neurentérique disparaît début 4^e SD.

Rôle de la Chorde :

• Effet inducteur : sur l'ectoderme sus-jacent (différenciation en neurectoderme) et sur le sclérotome latéral (différenciation en corps vertébral).

• Devenir : persistance sous forme de nucléus pulposus dans les disques intervertébraux.

B. Mésoderme Para-axial : Somitogénèse

• Condensation du mésoderme para-axial en environ 50 paires de somitomères (renflements) dans le sens céphalo-caudal.

• Les somitomères sont des amas de cellules mésodermiques autour du tube neural.

  1. Les 7 premières paires ne se segmentent pas et forment le mésoderme céphalique (muscles de la face).

  2. Du 8^e au 50^e somitomère : se segmentent pour donner les somites.

• Apparition de la 1^ère paire de somites à J20, puis 3 paires par jour (gradient cranio-caudal).

• Les somites sont utilisés pour déterminer l'âge de l'embryon.

• Les somites se divisent et migrent (dissociation des somites) :

  • Dermomyotome (migration dorsale/latérale sous l'épiderme) :

    • Dermatome : futur derme de la région dorsale.

    • Myotome : futurs muscles (sauf ceux de la face).

  • Sclérotome (migration axiale autour du tube neural et de la chorde) : différenciation en éléments vertébraux.

C. Mésoderme Intermédiaire : Système Urinaire et Génital

• Situé latéralement par rapport au mésoderme para-axial et s'étend sur toute la longueur de l'embryon.

• Est à l'origine de 2 cordons néphrogènes qui donneront 3 territoires :

  • Pronéphros : régresse (pas de devenir morphologique).

  • Mésonéphros : formation des gonades et voies génitales.

  • Métanéphros : formation des reins définitifs.

D. Mésoderme Latéral : Cœlome et Cavités Corporelles

• Le mésoderme latéral, initialement plein, développe des lacunes qui fusionnent pour créer une cavité : le cœlome interne.

• Le cœlome interne est en continuité avec le cœlome externe.

• Il se divise en deux lames :

  • Splanchnopleure intra-embryonnaire (ventrale, côté VVII et endoderme) : donne la paroi musculaire du tube digestif et respiratoire, les vaisseaux sanguins intra-embryonnaires et le cœur.

  • Somatopleure intra-embryonnaire (dorsale, côté cavité amniotique et ectoderme) : donne les membres et le derme des régions ventrale et latérale.

• Le cœlome interne formera les cavités internes : péricardique, pleurale et péritonéale.

• Les splanchnopleure et somatopleure intra-embryonnaires se prolongent par leurs homologues extra-embryonnaires.

IV. Autres Événements Contemporains de la 3^e SD

A. Aire Cardiaque et Septum Transversum

• L'aire cardiaque, ébauche du cœur, provient de cellules mésodermiques latérales migrant en avant de la membrane pharyngienne.

• Le septum transversum, à l'origine du diaphragme, se forme à partir d'autres cellules mésodermiques en avant de l'aire cardiaque.

• L'ordre initial céphalo-caudal (septum transversum, aire cardiaque, membrane pharyngienne) s'inversera à la 4^e SD.

B. Vaisseaux Sanguins

• Les premiers vaisseaux sanguins apparaissent en extra-embryonnaire, sous forme d'îlots vasculo-sanguins primitifs (îlots de Wolff et Panger) au niveau de la splanchnopleure et somatopleure extra-embryonnaires, notamment dans le pédicule de fixation.

C. Allantoïde

• Appelée aussi diverticule allantoïdien, c'est une expansion endodermique de la vésicule vitelline secondaire (VVII).

• Elle se forme dans le pédicule de fixation, en région caudale, au niveau de la membrane cloacale.

• Elle régresse entre le 2^e et le 5^e mois et n'a pas de devenir morphologique, servant de repère embryonnaire transitoire.

D. Cellules Germinales Primordiales (CGP)

• Apparaissent à la 3^e SD, à proximité de l'allantoïde dans le pédicule de fixation (extra-embryonnaire).

• Ce sont des cellules souches à l'origine des ovocytes et spermatozoïdes.

• Elles migreront ensuite vers le corps de l'embryon pour rejoindre le mésoderme intermédiaire.

V. Points Clés et Rappels

• La 3^e SD marque des changements morphologiques très rapides.

• Début de la gastrulation (formation des 3 feuillets) et de la neurulation (formation du SNC).

• L'embryon est particulièrement vulnérable aux agents tératogènes.

• Le pédicule de fixation commence sa rotation à la fin de la 3^e SD.

• Taille de l'embryon à la fin de la 3^e SD : environ 2 mm.