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Les premiers jours de l'embryon humain
Vous savez que je m'intéresse au développement de l'embryon et du fœtus.
C'est un sujet mystérieux et passionnant que de partir de deux cellules relativement très simples, mais recelant un mécanisme potentiel extraordinaire, et de voir comment cela peut aboutir à un organisme aussi complexe que le corps humain.De nombreuses études sont faites pour comprendre le mécanisme de division et de différenciation de l'embryon, les premières semaines de son développement.Un des buts serait de déceler les anomalies de développement, à temps pour éviter la formation d'handicapés majeurs.Une constatation étonnante : la plupart des animaux, surtout les mammifères, sont constitués de "tranches" horizontales plus ou moins discernables selon les selon les espèces, particulièrement visibles lors du développement embryonnaire d'un vertébré durant lequel l'organisme commence à se construire étage par étage, un nouveau segment se formant exactement toutes les 90 minutes, et ce, pendant 48 heures.Denis Duboule, de l'Université de Genève et ses collaborateurs ont étudié les mécanismes de cette horlogerie de précision.
Les "engrenages de l'horloge" sont ici des gènes de l'ADN, nommés "Hox", répartis en quatre groupes, de HoxA à HoxD. Ils s'expriment successivement et leur ordre dans l'ADN reflétant celui de leur activation le long de l'axe du corps : les gènes de HoxA s'exprimant plutôt dans la partie antérieure de l'embryon, les gènes HoxD dans sa partie postérieure.Au début, tous les gènes Hox sont enfouis dans une pelote d'ADN où ils ne peuvent pas s'exprimer tant qu'ils sont ainsi repliés (voir mes articles d28/11/2016, sur l'ADN). Puis cette pelote se dévide, les brins d''ADN se replient, les gènes la quittent et se retrouvent dans un environnement propice à leur expression. En 48 heures, tous les gènes passent d'un compartiment à l'autre des étages de l'embryon.En quelque sorte, un "fil d'ADN" passe d'une région à une autre. Ainsi, les gènes correspondant à la tête, aux membres, aux côtes, au coccyx, sortent et s'activent successivement : l'embryon se construit de haut en bas, dans l'ordre des gènes le long du fil d'ADNCe principe confère une grande stabilité au système, à la différence des autres horloges naturelles, par exemple circadienne, fondées sur une chimie complexe. Tout écart dans le déroulement de l'horloge Hox donnerait probablement naissance à une nouvelle espèce.Ceux qui s'intéresseraient davantage à ce processus, pourront lire les quelques lignes suivantes qui vous donnent les grandes étapes du développement initial des cellules de l'embryon; j'ai résumé quelques pages d'un cours de médecine en ôtant les détail et termes trop spécialisés, mais je n'ai pu les supprimer des figures.
A partir de sa fécondation, la cellule primordiale, issue de la fusion de l'ovule et du spermatozoïde et appelée "zygote", va migrer en direction de la muqueuse utérine. Cette migration s’accompagne de divisions successives qui forment bientôt 2, 4, 8 cellules, etc.
La première structure tridimensionnelle à surgir de cette prolifération cellulaire est une sphère de cellules. On emploie le terme de "morula" pour désigner les stades embryonnaires de développement de 16, 32 et 64 cellules.
La morula est donc le fruit des premiers clivages cellulaires qui n’engendrent pratiquement pas de croissance, les cellules filles étant de plus en plus petites.
La morula est semblable à une balle pleine, mais après le stade de 64 cellules, cette balle va développer une cavité intérieure pour former la "blastula". Cette cavité est délimitée par une couche unique de cellules. C’est durant ce stade, environ 7 à 8 jours après la fécondation, que se fait l’implantation dans la paroi utérine.
Les cellules de la blastula vont bientôt se déplacer vers l’intérieur de la cavité pour former des couches distinctes qui vont se redistribuer progressivement.La blastula devient donc la "gastrula" quand une portion des cellules de surface de la sphère rentre à l’intérieur de celle-ci, formant ainsi l'endoderme, le mésoderme et ectoderme.C'est à ce moment que se fait l'expression des gènes Hox.L’endoderme, la couche la plus intérieure, produira entre autres les intestins, les poumons et le foie. Le mésoderme, la couche moyenne, donnera naissance aux reins, aux organes reproducteurs, aux os, aux muscles et au système vasculaire. Et l’ectoderme, la couche extérieure, sera à l’origine à la fois de l’épiderme et de tout le système nerveux central et périphérique.
C'est à partir de cette période que l'on peut dénommer embryon ce qui n'était jusque là, qu'un amas de cellules.Le stade qui suit celui de la gastrulation est celui de la neurulation, le processus qui initie toute la formation du système nerveux à partir de la 4ème semaine.L'embryon ne se transformera progressivement en fœtus qu'à partir de la 8ème jusqu'à la 12ème semaine. A cette date, les principaux organes sont alors formés, même s'ils ne sont pas viables.
Demain je verrai avec vous pourquoi l'organisme de la mère accepte le foetus, alors que c'est un corps étranger, qui devarit être rejeté par les défenses immunitaires.
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