Fibroblast Growth Factors Induce Additional Limb Development from the flank of Chick Embryos Martin J. Cohn, Juan Carlos Izpisua-Belmonte and al.

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1 Fibroblast Growth Factors Induce Additional Limb Development from the flank of Chick Embryos Martin J. Cohn, Juan Carlos Izpisua-Belmonte and al.

2 Retour en 1995 Le signal émis par l'aer peut être substitué par FGF 4 ou FGF 2 (Niswander et al 1993) Shh est exprimer dans la ZP (hybridation in situ Riddle et al 1993) Shh contrôle l'expression des gènes hoxd Peu d'information son connu sur l'initiation de la formation du membre Cependant une surexpression de FGF4 a pour conséquence le dévellopement de multiple membre au niveau du flanc de l'embryon

3 A partir de ces observations, les auteurs on cherchés a savoir si FGF pouvait stimuler la croissance du mésoderme de la lame latéral dans le flanc d'un embryon de poulet

4 Partie I

5 Rappel Somites : Ailes Somites : Pattes

6 FGF peut-il induire la croissance d'un membre dans le tronc cad entre les deux bourgeons des membres normalement en cours de formation?

7 Des billes de FGF (2) sont insérées dans le flanc d'un embryon à différents niveaux le long de l'axe de lame latérale du mésoderme entre le stade 13 et 17

8 Ailes complètes Somite 24 Stade 17 Polarité des doigts inversée Pattes complètes Somite 23 Stade 15 Polarité des doigts inversée

9 Membre additionnel Somite 20 Stade 14 Structure proximale de pattes et doigts d'ailes Polarité des doigts inversée Fusion du membre additionnel avec une aile Somite 26 Stade 13 Absence du doigt 4

10 Fusion entre l'aile addionelle et l'aile normale Somite 23 Stade 14 Polarité inversée 4 jours aprés implantation Somite 21 Membres normal (du côté traité) et additionnel tronqués

11 Observations Quand les billes sont placées avant les somites 15 (cou) ou aprés les somites 32 (dans la queue), il n'y a pas formation d'un membre ectopique (non compétent) Si les embryons sont traités entes les stades : pas de développement de membres additionnels La capacité du flanc à produire un membre additionel complet dure au moins jusqu'au stade 17 Donc de préférence entre les stades 13 et 17

12 Observations FGF -1 et FGF-4 peuvent induire l'apparition de membres mais il sont moins complets et les doigts sont rarement développés Avec des billes de FGF-7, absence de développement d'un membre supplémentaire Contrôle : Avec des billes de PBS on observe aucun effet

13 PARTIE II

14 La nature du membre qui se développe est liée à la position de la bille placé le long du corps.

15 La nature du membre qui se développe est liée à la position de la bille placé le long du corps. Somites 20 à 22: ailes Somites 23et 24: ailes et pattes Somites 25: pattes.

16 Membres additionnels produit par l application de billes de FGF-2 dans le flanc Somite 24, stade 17, vue dorsal Structure du squelette de l aile complète Axe antéropostérieure des doigts inversé

17 Membres additionnels produit par l application de billes de FGF-2 dans le flanc Somite20, stade 14, vue ventral Structure proximale de pattes et doigts d ailes Polarité des doigts inversée Doigt supplémentaire Ischion supplémentaire

18 Membres additionnels produit par l application de billes de FGF-2 dans le flanc Somite 23, stade 15, vue ventral Structure du squelette de la patte complète Polarité des doigts inversée Doigt IV incomplet Ischion supplémentaire

19 Membres additionnels produit par l application de billes de FGF-2 dans le flanc Somite 21, vue dorsal L aile du côté du traitement est tronquée et diminuée Le membre additionnel est tronqué

20 Membres additionnels produit par l application de billes de FGF-2 dans le flanc Somite 26, stade 13, vue dorsal Fusion entre le membre additionnel et l aile normale Absence du doigt 4

21 Membres additionnels produit par l application de billes de FGF-2 dans le flanc Somite 23, stade 14, vue dorsal Fusion entre l aile additionnelle et l aile normale par un tissue Chaque membre possède son squelette Polarité des doigts inversée Doigt supplémentaire antérieur

22 conclusion Production d un alignement complet des éléments du squelette. Les pattes additionnelles sont pour la plus part toujours complètes mais légèrement retardé dans le développement. L axe antéropostérieur est inversé. Les membres additionnels provenant de l implantation de billes dans la partie antérieur ou au milieu du flanc montrent l insertion d un doigt. Les membres additionnels peuvent fusionner avec l aile normal (perte de doigts postérieur) L axe dorso-ventral n est pas inversé. Formation d os ectopique.

23 Partie III

24 Observation 48h aprés l'insertion de la bille Bourgeon de membre additionnel entre l'aile et la patte Leger retard de developpement par rapport au membres normaux donc il paraît plus petit

25 Agrandissement :AER AER bien développé

26 Observations Si le bourgeon a une forme normale, il se développera en un membre complet Si il est étroit, le membre seras tronqué Occasionnellement il y a fusion entre le bourgeon du membre additionnel et le bourgeon du membre normal

27 Expérience: conséquence du retrait de la bille sur le développement Si on enléve la bille 2hrs aprés l'avoir implanté, cela n'interfère pas avec la croissance du bourgeon, celui-ci continue a se developper FGF initie la formation du membre

28 Partie IV

29 Pour voir la polarité dans les bourgeons précoces: observations de l expression de 2gènes Shh et Hoxd-13. Regarde l expression des transcrits de Shh et Hoxd-13: Membre normal: Shh et Hoxd-13 sont dans la partie postérieur Membre additionnel: Shh et Hoxd-13 sont dans la partie antérieur

30 Expérience d hybridation in situe de 4h à 48h après l implantation de la bille de FGF-2 Premier transcrit de Shh detecté. Expression de Shh dans les bourgeons additionnels. Premier transcrit de Hoxd-13 detecté.

31 conclusion 48h après l application de FGF-2, les bourgeons de membres additionnels sont établis et les domaines d expression de Shh et Hoxd-13 ont été observé. Ces 2 gènes sont exprimés dans la partie antérieur des bourgeons de membres additionnels (ce qui est inversé comparé aux bourgeons normaux).

32 Discussion

33 Modèle proposé par les auteurs

34 Modèle proposé par les auteurs

35 Modèle plus recent 1.Les cellules du mesenchyme sécretent FGF-10, qui entraine la formation de la CEA dans l'ectoderme compétent

36 Modèle plus recent 2.La CEA sécrete FGF-8, qui a sont tour active FGF-10. Ceci permet de maintenir la prolifération du mésenchyme

37 Modèle plus recent 3.FGF 8 active Shh dans les cellules compétentes qui expriment hoxb

38 Modèle plus recent 4.Activation des génes Hox d ( directement par shh ou par l 'intermédiaire des BMP?) Les gènes Hoxd sont impliqués dans la spécification de l'axe proximodistal

39 Conclusion La production de FGF determine donc la position du membre Elle permet l'acquisition d' une zone polarizante, et de l' AER L'application de FGF dans le flanc de l'embryon de poulet initie le développement du bourgeon de membre et établis l'axe de croissance proximo-distale (gènes hoxd) De plus, le membre induit possède une polarité inversé et le type de membre dépend de la position de la bille le long du tronc

40 FIN