UE 11 CYTOGENESE ET HISTOGENESE DANS LE SYSTEME NERVEUX

Transcription

1 UNIVERSITE DE BORDEAUX UFR MEDICALE UE 11 CYTOGENESE ET HISTOGENESE DANS LE SYSTEME NERVEUX ANNEE UNIVERSITAIRE ENSEIGNANT : Professeur B.BLOCH

2 Plan du cours Rappels sur la neurulation Cytogenèse et édification du système nerveux central Mise en place de la moelle épinière Mise en place du cortex cérébral

3 Rappels sur la neurulation

4 Rappels sur la neurulation La neurulation est la mise en place du neurectoblaste. Elle donne naissance au tube neural et aux crêtes neurales, à l origine du système nerveux central et périphérique Crêtes neurales Tube neural

5 Le tube neural Le tube neural est induit par la chorde dorsale. Il est constitué d un (neuro)épithelium unistratifié délimitant une cavité centrale (futurs ventricules et canal épendymaire). Cet épithélium est constitué de cellules souches pluripotentes, les cellules neuroépithéliales à la base de l ensemble des cellules du système nerveux central (sauf les cellules microgliales). Ces cellules se divisent, migrent et se différencient pour édifier le système nerveux central. Ces phénomènes sont sous contrôle génétique. Cellule neuroépithéliale Tube neural Cavité centrale (LCR) Chorde dorsale )

6 Cytogénèse et étapes d édification du système nerveux (central)

7 Cytodifférenciation dans le tube neural Canal épendymaire Ventricule cérébral Neuroépithélium Tube neural Prolifération cellulaire Migration cellulaire Contacts cellulaires (synapses) Cytodifférenciation Mort cellulaire (neurones)

8 Histogénèse du tube neural Prolifération Autorenouvellement Cellule neuroépithéliale Neurogenèse (Neurones) Gliogenèse (Cellules gliales) Astrocytes, oligodendrocytes Cellules épendymaires

9 Neurogenèse Cellule neuroépithéliale Prolifération Différenciation Neuroblaste apolaire Neurones matures Neuroblaste unipolaire (axone) Prolifération Migration Différenciation neurochimique Migration Arrêt des mitoses Mort (pour certains) - Production de neurotransmetteurs - Mise en place de synapses - Etablissement de circuits Neuroblaste bipolaire (axone + dendrites)

10 Neurogenèse : migration et prolifération La migration des neurones en voie de différenciation permet à chaque neurone de se rendre de son lieu de naissance à sa position finale dans le système nerveux pour constituer les circuits neuronaux Ces migrations se font le long des prolongements des cellules gliales sous l influence de différents facteurs constituant des «pistes chimiques» guidant les neurones Les neuroblastes proliférent activement; ils cessent leur prolifération quand ils se différencient en neurones. Chez l homme cette prolifération cesse vers la fin de la gestation

11 Neurogenèse : différenciation neurochimique Chaque neurone se différencie et établit des synapses pour exprimer un ou plusieurs neurotransmetteurs (dopamine, acétylcholine,.. ). Cette différenciation est sous la dépendance de nombreux gènes de développement, dont l expression dépend du positionnement du neurone en différenciation dans le système nerveux. SHH, Fgf 8 Neuroblaste pluripotent Pax2; En1; Nurr 1; Pixt-3 Neuroblaste précurseur de neurone à dopamine Nurr 1; Wnt 3a Nurr 1; Wnt 1; Wnt 5a Neurone à dopamine différencié

12 Gliogenèse Cellule neuroépithéliale Ependymocyte Prolifération Différenciation Astrocyte Oligodendrocyte (Cellules de Schwann dans les crêtes neurales) Myélinisation

13 Myélinogenèse Oligodendrocytes Axone La myélinisation conduit à la mise en place progressive des gaines de myéline le long des axones. Elle se fait par enroulement progressif de la membrane plasmique des oligodendrocytes au contact des axones. Elle débute vers le deuxième mois de développement jusque vers la puberté. Son bon déroulement est indispensable au bon fonctionnement des neurones (conduction nerveuse) Embryologie

14 Mise en place de la moëlle épinière

15 Développement de la moelle épinière Développement de la mœlle épinière à partir du tube neural Histogenèse de la mœlle épinière (apparition de la substance blanche et de la substance grise) Lame alaire (substance grise) Lame fondamentale (substance grise) Canal épendymaire Corne postérieure Corne antérieure Embryologie

16 Développement de la moelle épinière : déterminisme génétique Sonic Hedge Hog (SHH) exprimé dans la chorde dorsale et la partie ventrale du tube neural joue un rôle majeur dans la cytodifférenciation du tube neural Chaque neurone se développe dans la moelle épinière selon un programme génétique en fonction de son «lieu de naissance «dans le tube neural (positionnement antéro-postérieur (homéogènes) et dorsoventral Expression de Sonic Hedgehog (hybridation «in situ»)

17 Mise en place du cortex cérébral

18 Formation du cortex cérébral Le cortex cérébral mature est de la substance grise constituée de six couches de neurones interconnectés Ces couches de neurones se mettent en place de manière ordonnée au cours du développement par migration des précurseurs neuronaux à partir d un lieu de naissance unique situé près des ventricules.

19 Formation du cortex cérébral La migration des précurseurs se fait verticalement de bas en haut le long des prolongements des cellules gliales Une fois les neurones en place à leur destination finale dans leur couche du cortex, les mitoses cessent. Des troubles de la migration peuvent conduire à des malformations du cortex cérébral

20 Formation du cortex cérébral : anomalies On connaît de nombreux génes impliqués dans les processus de migration des neurones du cortex cérébral. Leur mutation expérimentale chez l animal ou spontanée chez l homme provoque des anomalies de la mise en place des couches corticales et des malformations du cortex (cortex lisse : lissencéphalie, chez l homme)