Cours 7 - Ontogénèse Flashcards
De la fécondation de l’ovule à l’implantation, expliquer brièvement les premières étapes de l’embryogénèse.
- Formation du zygote
- Division cellulaire
- Stade de morula
- Stade du blastocyte
- Implantation du blastocyte
Décrire un blastocyte.
Masse de cellule qui donnera un embryon en 3D avec des axes de développement bien définis.
2 parties:
- Blastocèle (au centre)
- Autres structures (en périphérie)
Nommer des processus par lesquels le blastocyte implanté “créera” un embryon?
- gastrulation
- neurulation
- segmentation
Quelle est la première étape du développement embryonnaire pour le blastocyte? Définir cette étape.
Gastrulation: stade où les axes de développements et les structures primitives vont être mis en place.
Expliquer la mise en place axes de développement durant la gastrulation. Qu’est-ce qui définit la ligne médiane du futur embryon?
Axes selon lesquels l’embryon va se former
Ex: rosto-caudal, antéro-post., médio-lat., dorso-ventral…
Point de référence: ligne/sillon primitif
Quelles structures primitives se développent pendant la gastrulation?
À partir du sillon et du noeud primitif, 3 feuillets:
* l’ectoderme
* le mésoderme
* l’endoderme
Et corde dorsale/notocorde (manuel p. 478)
Expliquer comment les structures primitives sont formées?
- Invagination (repliement d’un feuillet cellulaire (ectoderme) dans le blastocoele) = ligne/sillon primitif
- Cellules “rentrent” dans le sillon
- Création du mésoderme et de l’endoderme
V/F L’une des conséquences majeures de la gastrulation est la présence de la corde dorsale/notocorde.
V
manuel p.478
V/F la notocorde est une strucuture transitoire
V
V/F la notocorde a un rôle d’échaffaudage structurel en plus de son rôle de signalisation.
V
Expliquer le rôle de la corde dorsale dans le dévelopement embryonnaire.
- Début de la neurulation
- La corde dorsale envoie des signaux à l’ectoderme pour créer le neurectoderme et former la plaque neurale.
Durant l’étape de neurulation, la plaque neurale forme le _____.
tube neural
Expliquer la formation du tube neural.
- La plaque neurale s’épaissit et se façonne en forme de gouttière neurale.
- Cette gouttière est régionalisée avec une plaque du plancher (ventral) et des crêtes neurales (dorsal).
V/F la plaque du plancher et les crêtes neurales du tube neurale sont des structures permanentes, car elles sont une étape obligatoire à l’embryogénèse.
F, structures transitoires
Expliquer la fermeture du tube neural.
Les crêtes neurales (ou bourrelets) se collent au niveau de la ligne à partir du centre du tube (fléches rouges).
Des cellules de crête neurale se séparent aux abords de la plaque du toit
V/F Même après la fermeture du tube neural, les crêtes neurales sont encore présentes le long du tube sans y être intégrées.
V
V/F les plaques du toit et du plancher neural ainsi que la corde sont des structures transitoires. Leur rôle?
V, car elles perdent leur rôle principale de signalisation après le stade embryonnaire
Rôle: Émettre des signaux moléculaires importants pour le développement initial du tube neural.
Quelle est la réponse du tube neural face aux signaux des plaques du toit et du plancher neural ainsi que de la corde?
Régionalisation des cellules du tube neural, ce qui mène au début de la segmentation.
Quelle type de cellules compose le tube neural?
Cellules souches neurales embyonnaires multipotentes
Expliquer la transition de la neurulation vers la segmentation de l’encéphale.
Le tube neural antérieur se dilate en** 3 vésicules** qui, en se spécialisant, formeront l’encéphale (5 segements).
Nommer les 3 vésicules de phase se segmentation.
Prosencéphale (ant.)
Mésencéphale
Rhombencéphale (post.)
Nommer les 5 segments du tube neural
Télencéphale
Diencéphale
Mésencéphale
Métencéphalon
Mylencéphalon
Assoccier les segments de l’encéphale à leur vésicules embryonnaires.
toujours au stade de segmentation
Définir les neuromères.
Division du tube neural en unités qui se répètent
selon l’axe antéro-postérieur = neuromères (dont
les rhombomères)
Qu’est-ce qui induit la segmentation du tube neural en neuromères?
Facteurs intrinsèques = qui agit dans la cellule qui se différencie
Facteurs extrinsèques = qui provient d’en dehors de la cellule
Donner un exemple de catégorie de facteurs intrinsèques qui participe à la segmentation en neuromères. Expliquer leur action générale sur l’ADN/ARN.
Facteurs de transcription = “choisissent” ce qui sera transcrit de l’ADN et répliquer par ARN pour être exprimer par les cellules
Donner un exemple de facteur de transcription (intrinsèque) et leur rôle global.
Les gènes hox (homeobox) régulent l’identité des neuromères le long de l’axe antéro-postérieur
Définir la colinéairité du facteur de transcription.
- L’ordre de disposition des gènes hox sur le chromosome (3’ vers 5’).
- suit la même organisation que leur expression le long de **l’axe antéro-post. **dans l’embryon
Définir l’expression combinatoire d’un ou plusieurs gènes hox.
Les gènes sont disposés de façons à se se combiner (ex: hox 1 avec hox 2) pour donner une identité relative aux neuromères
V/F le géne hox est considéré un “master regulator”
V
Définir un gène “master regulator” et expliquer leur fonctionnement.
- Gène qui active un code transcriptionnel
En d’autres mots, c’est un gène qui code pour un facteur de transcription plus général (ex: hox) qui régule les autres facteurs de transcription plus spécifiques.
Selon les facteurs de transcription “choisis” par le “master regulator” les gènes exprimés seront différents donc il y aura une différentiation/spécialisation cellulaire.
Nommer les facteurs extrinsèques qui régulent la segmentation du tube neural et donner des exemples.
Les morphogènes
Ex: acide rétinoique, FGF, BMP, Sonic Hedgehog, Wnt
V/F les morphogènes sont des facteurs de transcription
F, ce sont les facteurs intrinsèques (gène hox) qui le sont
Définir un morphogène
Molécule de signalisation qui influence l’identité des cellules en fonction de leur emplacement (identité régionale).
Expliquer le fonctionnement général de la signalisation d’un morphogène.
- Le morphogène libère sa signalisation à une certaine concentration
- Les cellules (identiques) détectent la molécule de signalisation à différent dégré selon leur distance par rapport au point de libération initial
- Selon “la concentration/le degré de morphogène détecté(e)”, les cellules activent des programmes génétiques (intrinsèques = hox) différents
*le choix du hox activé dépend d’un **seuil de lecture **spécifique
Expliquer le lien entre la modèle du drapeau français et la différenciation cellulaire.
La position des cellules dans le tube neural détermine la qté (concentration) de morphogène qu’il détectent. Selon des seuils (concentration) prédéterminés, elles activeront des facteurs de transcription spécifiques et seront différenciées
Expliquer le lien entre les facteurs extrinsèques et intrinsèques dans le processus de segmentation.
Les morphogènes (facteurs extrinsèques) contrôlent l’expression des gènes hox (facteurs intrinsèques), qui activent à leur tour un code transcriptionnel.
À noter: il y a des boucles de rétroactions pour faire l’autorégulation de l’ensemble du processus.
V/F La diversité de l’identité cellulaire vient du contrôle spatial et temporel de l’expression des gènes par des molécules de signalisation.
V, le contrôle spacial dictent la distance entre les cellules et le site de libération des molécules de signalisation donc la concentration qui sera détectée.
À mesure que la gestation/grossesse évolue des concentrations ou des molécules de signalisation différentes seront libérés pour diversifier les cellules (contrôle temporel).
Par quel moyen les morphogènes contrôle l’expression des gènes hox?
transduction du signal
Ce n’est pas écrit dans les notes et ce n’est pas exactement pareil, mais on peut comparer à un un NT/hormone/etc. (morphogène) sur récepteur à protéine G qui active un 2nd messager qui va activer une réponse intracellulaire (gène hox).
Expliquer le mécanisme de l’acide rétinoique (dérivé vitamine A).
AR: acide rétinoique
- AR rentre dans cellule et se fixe à protéine de liaison = complexe AR-protéine
- Complexe AR-protéine rentre dans noyau et se lie au RAR
- Les RAR activés stimulent ou répriment l’expression de certains gènes
RAR: récepteur AR
Conséquence d’un apport excessif ou insuffisant en vitamine A ou certains médicaments à base de rétinoïdes
malformations congénitales graves, dont une fermeture incomplète du tube neural
Expliquer le mécanisme de la voie des fibroblast growth factor (FGF).
- Molécule de FGF se lien au récepteur tyrosine-kinase sur membrane cellulaire
- Activation de la voie intracellulaire Ras-MAP kinase = MAP kinase activée et rentre dans noyau
- MAP kinase = facteur de transciption (modifie expression des gènes et différenciation)
Expliquer le mécanisme de la vois des bone morphogenic protein (BMP).
- Les BMP activent des récepteurs sérine kinase (transmembranaire)
- Activation la facteur de transcription SMAD (complexe Co-SMAD avec SMAD)
- Complexe pénètre noyau et module à son tour l’expression de nombreux gènes
Pourquoi la voie BMP est importante dans le développement embryonnaire?
- pour la différenciation de l’ectoderme en épiderme
- pour spécifications de précurseurs neuronaux
Pendant l’induction neurale (neurulation), qu’arrive-t-il à la voie BMP.
Lors de l’induction neurale, cette voie de signalisation est
inhibée par Noggin et chordine (en provenance de la notocorde) pour induire le neuroectoderme
Pouquoi la voie de signalisation Sonic Hedgehog (Shh) est importante pendant le développement embryonnaire?
- La fermeture du tube neural
- La différenciation des neurones de la partie ventrale du tube neural en motoneurones.
Expliquer le mécanisme de la voie de signalisation Shh.
- Shh se lie au récepteur Patched = l’accumulation du co-récepteur Smoothened à la surface cellulaire.
- Libération de Gli1 (dans cytoplasme) qui se transloque dans le noyau **
- Activation de l’expression de gènes spécifiques qui définissent l’identité de certains neurones
Pourquoi la voie de signalisation Wnt est importante pendant le développement embryonnaire?
la différentiation et la migration des cellules de
la crête neurale
Expliquer les 2 mécanismes de la voie de signalisation Wnt.
Voie non-canonique :
1. Le ligand Wnt se fixe sur ** récepteurs tyrosine-kinase (ou Frizzled)**
2. Activation des facteurs de transcription ( ou influence aussi la
concentration Ca2+ intracellulaire = régule activité de facteurs de transcriptions)
Voie canonique:
1. Le ligand Wnt active le récepteur Frizzled
2. Activation de la β-caténine (facteur de transcription qui régule l’expression de gènes)
3. La β-caténine rentre dans noyau et fait régulation impliquant la prolifération, l’adhérence et la différenciation cellulaire après la morphogénèse précoce
V/F c’est l’action combinée de(s) l’AR, FGF, BMP, Shh et Wnt qui détermine l’expression des facteurs de transcriptions durant l’induction neurale
V
Définir un effet tératogène. Donner des exemples.
Toute substance susceptible de causer des anomalies congénitales sans affecter la mère.
L’acide rétinoique régule bcp de gènes du neurodéveloppement dont le Shh. Si la voie Shh est atteinte = holoprosencéphalie/cyclopie
Caractéristiques d’une cellule souche
- Indifférenciée
- Capable d’auto-renouvellement
- Possède une potentialité
Expliquer le principe de (perte de) potentialité des cellules souches.
Plus la cellules se divise et se différencie, plus elle devient spécialisée et perd sa capacité à “devenir n’importe quelle cellule”.
V/F l’auto-renouvellement des cellules souches est très rapide et fréquent pour assurer le développement complet du bébé et éventuellement un bon fonctionnement du métabolisme basal.
F, très lent et peu fréquent. Ce sont plutôt les cellules progénitrices et spécialisées qui se divisent rapidement et fréquemment.
Comment peut-on étudier les cellules souches?
- À partir d’un prélèvement in vitro de la masse cellulaire interne d’un blastocyte
- À partir d’un fibroblaste (cellules différenciées) auquel in induit des rétrovirus pour reprogrammer en cellules pluripotentes (souches).
Résumer le paysage du potentiel
Totipotente: se diviser et se différencier en tous type de tissus (l’organisme au complet), incluant les tissus extra-embryonaires (placenta et sac vitellin)
Pluripotente: se différencier en n’importe quelles des 3 couches germinales. Donne naissance à l’organisme au complet, tous les tissus et type cellulaire
Multipotente: se différencie en cellules d’un même tissu (ex. cellules souches neurales)
Expliquer le lien entre la différentiation neurale et le code transciptionnel.
Des signaux sécrétés (mophogènes) vont induire l’expression spécifique de gènes (FTs) = determinent l’identité des neurones dans la moelle épinière et dans le cerveau antérieur.
FTs: facteurs de transcription
Définir la neurogénèse et le mécanisme qui initie la différentiation neurale.
- Naissance de neurones et de cellules gliales
Les cellules précurseurs (ou cellules souches) se multiplient dans la zone ventriculaire du tube neural = produisent des neuroblastes (neurones immatures).
Qui suis-je? nom donné aux cellules souches neurales embryonnaires
glie radiaire
À quel division du paysage du potentiel sont associés les cellules souches neurales (glie radiaire)?
Cellules multipotentes
Quels est le nom de la cellule “différenciée” (progénitrice) issue de la division cellulaire de la glie radiaire?
neuroblaste
Définir les types de division cellulaires des cellules souches de la glie radiaire.
Symétrique = vertical = 2 cellules souches identiques
Asymétrique = horizontal = 1 cellule souche et 1 neuroblaste
Résumer le cycle cellulaire (de la phase latente à la mitose) de la glie raidiaire.
- Phase G1: noyau à la face ventriculaire du tube
- Phase S: migration du noyau vers la surface du tube + réplication ADN
- Phase G2: migration du noyau vers la face ventriculaire + cellule grossit (réplication des organites)
- Phase M : Mitose = division symtrique ou asymétrique (du noyau)
Qu’est ce qui est important de réguler pendant la division cellulaire de la glie radiaire?
La division cellulaire de la glie radiaire régule:
(1) la quantité de neurones produits (nombres de neuroblastes)
(2) leur différentiation en neurones matures (post-mitotiques).
Qu’est-ce qui détermine si une cellule précurseur va faire une division symétrique ou asymétrique ?
Signalisation de Delta-Notch
V/F la signalisation de Delta-Notch est de nature morphogénique.
F, ce n’est pas un morphogène
V/F dans la signalisation Delta-Notch, le ligand Notch est une protéine extracellulaire et le récepteur Delta est une protéine transmembranaire.
F
Delta = ligand à la surface d’une cellule souche
Notch = récepteur transmembranaire à la surface d’une autre cellule souche
Décrire la signalisation Delta-Notch
Indice: Delta, Notch, gène Hes, gène bHLH…
Cellule Delta vers cellule Notch
1- Delta (cellule bleue) active Notch (cellule rouge)
2- La voie Notch active l’expression des gènes Hes
3-Les gènes Hes inhibent l’expression de Delta et des gènes de différentiation (bHLH) (de cellule rouge ne peut plus se diviser)
Cellule Notch vers cellule Delta
4- La cellule (bleue) qui exprime Delta ne reçoit pas d’activation de la voie Notch en retour
5- Dans cellule (bleue), les gènes Hes ne sont pas exprimés donc les gènes bHLH s’expriment
7- Gènes bHLH active encore plus l’expression de Delta (cellule bleue se différencie et inhibe la différenciation des cellules autour)
Cellule bleue = émettrice et Cellule rouge = réceptrice
Rôle du gène Hes?
Inhibent l’expression de Delta et l’expression de gènes
neurogènes (bHLH)
Rôle du gène bHLH?
gènes de différentiation cellulaire (donne signal à la cellule de se différencier et inhibe la différenciation des cellules autour)
Définir les cellules émettrice et réceptrice dans la régulation de la neurogénèse.
> Cellules émettrices (SUREXPRESSION DE DELTA > FAIBLE ACTIVATION DE LA VOIE NOTCH): Pas d’inhibition de l’expression des gènes bHLH = différentiation neuronale
Cellules réceptrices (FORTE ACTIVATION DE NOTCH > FAIBLE EXPRESSION DE DELTA): activation des gènes Hes qui inhibent l’expression des gènes pro-neurogéniques (bHLH): conservent des propriétés de cellules souches
Nommer l’ordre de production des différentes cellules nerveuses.
D'abord les neurones, puis la glie:
1. neurogénèse = production neurone
2. oligodendrogénèse = production oligodentrocytes (myéline)
3. astrogliogénése = production astrocytes
Comment les neuroblastes migrent-ils dans le sytème nerveux central?
Ils suivent les prolongements de la glie radiaire.
voir diapo 55 ou manuel p.502-503
Pourquoi il faut que les neuroblastes migrent dans le SNC? Donner un exemple.
**Pour former les structures/couches du SNC dans les bonnes positions **
(ex: former le bulbe olfactif à la bonne place dans le cerveau)
Exemple: les **6 couches corticales **= neuroblastes donneront des neurones qui migrent de l’intérieur vers l’extérieur (vers leur couche finale de destination) en suivant les prolongements de la glie radiaire.
En plus des cellules du tube neural, quelles autres cellules peuvent/vont migrer? Où principalement?
Cellules des crêtes neurales mignent dans SNP
Petit détail (d’après ce que je comprends, mais à confirmer): cellules du tube neural = SNC et cellule de crêtes neurales = SNP
Les cellules des crêtes neurales sont des cellules souches aussi. Comment vont-ils être différencier (avoir leur propre identité)?
- Processus de délamination: perte de leurs caractéristiques épithéliales en réduisant l’expression de protéines d’adhérence
- Rencontrent plusieurs signaux selon leur position le long de l’axe ant-post
- Suivent des autoroutes (substrats, ex: tissus musculo-squelettiques) et des panneaux de signalisations (molécules de guidage sécrétées)
Définir une placode et sa composition.
- épaississements de l’ectoderme qui vont développer une identité neurale sous l’influence du tube neural
- contient des cellules ectodermique et des cellules des crêtes neurales (ces cellules forment mésenchyme autour des placodes)
Mésenchyme: Tissu conjonctif embryonnaire (mésoderme) qui donne le tissu conjonctif adulte, les cartilages, les os, les muscles.
Nommer 3 placodes.
placode olfactive
placode cristallinienne
placode otique
Par quelle partie du tube neural est induite la placode olfactive? Résultat?
Induite par l’épithélium neural prosencéphalique
Résultat: donne nerf olfactif (nerf crânien I) et induit la formation du bulbe olfactif.
Par quelle partie du tube neural est induite la placode cristallinienne? Résultat?
Induite par les vésicules optiques (épithélium neural diencéphalique)
Résultat: donne cristallin
Par quelle partie du tube neural est induite la placode otique? Résultat?
Induite par l’épithélium neural rhombencéphalique (s’invagine en vésicule otique)
Résultat: donne oreille interne (nerf crânien VIII vestibulo-cochléaire).
