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SYSTÈME CARDIOVASCULAIRE – Embryologie cardiaque : principales e ́ tapes de la formation du cœur 1/16 07/03/2016 NAVARRE Noémie L3 CR : BOUACHBA Amine Système cardiovasculaire Dr Stéphane ZAFFRAN 16 pages Embryologie cardiaque : principales étapes de la formation du cœur Introduction On ignore encore beaucoup des étapes qui conduisent a ̀ la formation d’un cœur, d'où̀ l'importance de l'étude des modèles animaux que sont : Des modèles invertébrés comme drosophila melanogaster, Ascidiacea... Le poisson ze ̀ bre (cœur très petit) La grenouille (chambre ventriculaire unique) La souris Tous ont des cœurs très différents mais ont en commun l'entité : la cellule cardiaque. Dans le mode ̀ le murin : Leur cœur a une taille très réduite mais on retrouve une structure comparable à celle du cœur humain. L'avantage des souris est que ce sont des modèles multiples (souris transgéniques), on peut invalider des gènes ou bien les surexprimer, réaliser une analyse de lignages génétiques ainsi qu'une analyse temporelle du développement. A. Les principales e ́ tapes du de ́ veloppement cardiaque I. Origine embryonnaire du cœur Le cœur est le premier organe a ̀ se développer et fonctionner. La période entre la 3e ̀ me et la 10e ̀ me semaine est critique: c'est a ̀ ce moment la ̀ principalement que se fait l’embryogenèse du cœur. Plan A. Les principales étapes du développement cardiaque I. Origine embryonnaire du coeur II. Formation du tube cardiaque III.Formation de la boucle cardiaque IV. Formation des gros vaisseaux V. Septation aortico-pulmonaire VI. Les cellules de la crête neurale VII. Formation des chambres cardiaques B. L'épicarde et la formation des coronaires C. L'endocarde et la formation des valves cardiaques D. Les cellules progénitrices cardiaques et le développement du cœur.

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SYSTEME CARDIOVASCULAIRE – Embryologie cardiaque : principales etapes de la formation du cœur

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07/03/2016

NAVARRE Noémie L3

CR : BOUACHBA Amine

Système cardiovasculaire

Dr Stéphane ZAFFRAN

16 pages

Embryologie cardiaque : principales étapes de la formation du cœur

Introduction

On ignore encore beaucoup des étapes qui conduisent a la formation d’un cœur, d'où l'importance de l'étude des

modèles animaux que sont :

• Des modèles invertébrés comme drosophila melanogaster, Ascidiacea...

• Le poisson zebre (cœur très petit)

• La grenouille (chambre ventriculaire unique)

• La souris

Tous ont des cœurs très différents mais ont en commun l'entité : la cellule cardiaque.

Dans le modele murin :

Leur cœur a une taille très réduite mais on retrouve une structure comparable à celle du cœur humain.

L'avantage des souris est que ce sont des modèles multiples (souris transgéniques), on peut invalider des gènes

ou bien les surexprimer, réaliser une analyse de lignages génétiques ainsi qu'une analyse temporelle du

développement.

A. Les principales etapes du developpement cardiaque

I. Origine embryonnaire du cœur

Le cœur est le premier organe a se développer et fonctionner. La période entre la 3eme et la 10eme

semaine est critique: c'est a ce moment la principalement que se fait l’embryogenèse du cœur.

Plan

A. Les principales étapes du développement cardiaque

I. Origine embryonnaire du coeur

II. Formation du tube cardiaque

III.Formation de la boucle cardiaque

IV. Formation des gros vaisseaux

V. Septation aortico-pulmonaire

VI. Les cellules de la crête neurale

VII. Formation des chambres cardiaques

B. L'épicarde et la formation des coronaires

C. L'endocarde et la formation des valves cardiaques

D. Les cellules progénitrices cardiaques et le développement du cœur.

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C'est une période essentielle au

développement des autres organes.

Les premiers éléments de la morphogenèse

cardiaque peuvent se voir dès le 18eme jour

Chez la souris, le développement cardiaque

se passe en trois semaines (de la fin de la

première semaine de gestation jusqu'au

13ème jour de gestation) ce qui nous permet

d'avoir des échantillons multiples et

reproductibles.

II. La formation du tube cardiaque

Experience : chez la souris, les cellules du mesoderme sont colorées en bleu (indiquées par les traits ici). On a

un repliement du a tout un remaniement de l'embryon, deux régions au départ opposées vont donner une forme

de tube : le tube cardiaque.

Les ébauches cardiaques apparaissent dans la partie la plus rostrale de l'embryon (lobes céphaliques) à travers

la création d'îlots sanguins. Les cellules vont se regrouper pour former un tube cardiaque.

En coupe transverse : dans les couches médianes, le mesoderme lateral est divise en 2 parties : somitique et

splanchnique.

C'est de cette partie, splanchnique, que derive le cœur. Ce mesoderme splanchnique est tres proche de

l'endoderme. Cette region va donner des precurseurs de cellules cardiaques grâce a des signaux.

Ces signaux proviennent de l'endoderme. Ce sont des facteurs de croissance tels que BMP et FGF. Ils

induisent au sein du mesoderme lateral splanchnique toute la specification des progeniteurs cardiaques.

Parallèlement d'autres facteurs qui proviennent du tube neural vont avoir une action négative (signaux

répressifs) sur le mésoderme somitique pour empêcher le programme génétique de la cardiogenèse de se mettre

en place dans cette partie du mésoderme.

→ C'est la cardiogenèse précoce (J16-18 chez l'Homme)

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Chez la souris, la formation du tube cardiaque est très rapide, en quelques heures, le croissant cardiaque va

s'épaissir pour former, en 6 heures, un tube cardiaque primaire : le « tube primitif cardiaque ».

Il se passe en fait une fusion qui correspond à la formation de tube où les deux régions bilatérales vont

se rapprocher pour venir se joindre sur la ligne médiane et donner une « espèce de tube » (car pas encore

séparer du reste : partie dorsale encore reliée au mésocarde dorsal) puis se détachera et donnera le coeur.

En microscopie à balayage, voici un embryon à l'état du tube (binaire) cardiaque avec une lumière à l'intérieur

formé de 3 couches différentes :

• l'endocarde a l'interieur,

• le myocarde a l'exterieur,

• la gelee cardiaque entre les deux.

Puis l'épicarde à l'extérieur (qui arrive plus tard)

voir B.

Tout ce tube se trouve dans la cavité

péricardiaque.

Ce tube binaire va conduire à un coeur tel qu'on le

connait composé de 4 chambres cardiaques par les

étapes successives de remodelage et une en

particulier : l'inflexion du tube cardiaque ou boucle

cardiaque ou looping cardiaque.

III. La formation de la boucle cardiaque

a) Les etapes

• Au depart on a un tube lineaire avec un

pole veineux et un pole arteriel et une partie

droite (R) et une partie gauche (L)

Lobes céphaliques

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• Le tube linéaire subit une inflexion pour former un S : le tube va d'abord se tourner vers son côté

droit puis fait un mouvement en forme de S

Ce sont des mécanismes qui ne sont pas encore bien connus notamment les mécanismes cellulaires.

→ Le looping cardiaque est très important.

b) Heterotaxie :

L'hétérotaxie est le mauvais placement des organes et peut survenir en cas de dérèglement.

On retrouve plusieurs categories d'heterotaxie. On distinguera donc, selon s'il concerne un ou plusieurs

organes :

• situs inversus ou situs totalis, traduisant une inversion complete des organes internes « en

miroir » par rapport a un sujet dit normal (le sujet peut vivre normalement dans ce cas)

• situs ambigus, traduisant une inversion partielle (si seulement le cœur est touché)

• dextrocardie, traduisant l'inversion de la pointe du cœur (normalement orientee a gauche)

• isomerisme les organes sont disposes symetriquement de facon anormale.

La position normale est appelee situs solitus.

En cas d'inversion totale, il n'y aura pas de probleme particulier. Par

contre en cas d'inversion partielle on pourra avoir des troubles.

On connaît maintenant quels sont les acteurs au niveau moléculaire qui sont

impliqués dans la mise en place de la symétrie droite-gauche : ce sont les gènes

NODAL : Lefty1 et 2 et Pitx2 (facteur de transcription qui répondent à cette

voie)

Nodal est un facteur de croissance qui est exprimé que dans la partie gauche de

l'embryon ce qui va activer Lefty1 et 2 que dans la partie gauche de l'embryon

et conduire à l'expression de Pitx2 (toujours qu'à gauche).

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Comment Nodal se retrouve dans la partie gauche de l'embryon ?

Cela se fait très tôt pendant la gastrulation au niveau du « nœud » : il y a un groupe de cellules qui possèdent un

cil à la surface de leur membrane (cil mobile qui tourne) et ces cellules expriment le facteur Nodal (facteur de

croissance sécrété). La sécrétion de ce facteur va être balayé vers le côté gauche grâce à la rotation des cils de

ces cellules et donc le facteur Nodal va se retrouver du côté gauche et activer sa voie uniquement de ce côté.

Experience :

On delete au niveau genetique une region particuliere du gene Pitx2 chez la souris. On obtient une souris δc/δc,

ce qui conduit à l'invalidation de Pitx2. On reconnaît l'oreillette droite pour la souris normale avec l'ouverture

sur la future veine cave alors que pour la souris mutante, on voit 2 ouvertures, marquant une mauvaise mise en

place du cœur.

On peut aussi voir chez ces mêmes mutants une inversion de la connexion des gros vaisseaux : c'est la

transposition des gros vaisseaux (l'aorte devant et l'artere pulmonaire derrière).

IV. La formation des gros vaisseaux

Comment se forment les gros vaisseaux ?

Ils se forment dans des structures transitoires embryonnaires que sont les arcs branchiaux ou pharyngés, où

apparaissent ces artères. C'est très tôt pendant l'embryogenèse que se forment les artères des arcs pharyngés :

d'abord la I et la II (puis elles vont régresser) et ensuite les artères des III, IV, VIème arcs pharyngés (chez les

poissons, il existe un Vème arc pharyngé qui n'existe plus chez nous (ah morpho quand tu nous tiens!))

Pendant ces stades, les artères vont se remodeler et va alors apparaître une crosse à gauche et une régression de

la crosse à droite (dues à la pression sanguine qui passe dans ces vaisseaux). La crosse gauche est donc

formée grâce à la 6ème artère gauche.

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V. La septation aortico-pulmonaire

a) Region conotruncale ou voie d'éjection

Elle est à l'origine de l'aorte et du tronc pulmonaire c'est-à-dire qu'elle relie le

cœur embryonnaire au sac aortique (lequel conduira a la formation des grosses

arteres) : c'est la sortie d'ejection du cœur.

Elle est connectée au ventricule droit et elle est divisée en 2 parties :

– la voie efférente distale (connectée au sac aortique puis artères

pharyngées) donnera :

aorte

tronc pulmonaire.

– la voie efférente proximale (connectee au futur ventricule droit) donnera :

les coussins endocardiques (vont participer à cette séparation)

les feuillets des valves semi-lunaires (aortiques et pulmonaires).

b) La septation de la voie efferente

Je me permets de mettre un petit bout du ronéo de l'année dernière où le prof avait pris le temps

d'expliquer un peu mieux ce paragraphe :

La septation aortico-pulmonaire est tres importante car elle va permettre la division d'un vaisseau unique (voie

efferente) en 2 : l'aorte et le tronc pulmonaire. Le septum rentre au fur et a mesure dans la voie efferente et la

scinde en 2. Ces septums se forment par la croissance de masses de cellules speciales et de matrice extra

cellulaire appelées coussins endocardiques.

Ces coussins endocardiques tapissent la partie interne de la voie efférente en formant une spirale le long de la

voie efférente. Ils se rapprochent en spirale jusqu'a séparer l'aorte et le tronc pulmonaire.

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C'est cette septation qui donnera l'enroulement en spirale entre aorte et tronc pulmonaire. La position est tres

importante : il faut que chaque vaisseau soit connecte a la bonne partie du cœur (aorte au Ventricule Gauche et

tronc pulmonaire au Ventricule Droit).

Mais un autre type cellulaire est très important pour la septation de la voie efférente : ce sont les cellules de la

crête neurale

c) Les cellules des crêtes neurales (CCN)

Elles dérivent de la partie la plus dorsale du tube neural. Les CCN envahissent la voie efférente, rentrent dans

les coussins endocardiques et participent à la septation de la voie efférente.

Les CCN sont très importantes car elles participent à la formation de :

– toute la structure la tête (mésectoderme),

– des cellules endocriniennes,

– le système nerveux périphérique (les cellules de Schwann),

– les mélanocytes.

Donc c'est une population qui va quitter le tube neural et venir envahir les cellules de l'embryon.

Mise en évidence :

Manipulations sur des œufs de poulet (facile

d'utilisation en cassant la coquille de l'œuf) et

de caille (Anticorps spécifique de la caille)

avec greffe de tube neural.

Ce qui a permis de cartographier les CCN et

les classer en 2 populations :

– au niveau crânial (rostral) :

les plus rostrales vont participer à la

formation de la tête

la population entre la vésicule otique (qui

donne l'oreille interne) et le 3ème somite, va

aller vers le cœur = CCN CARDIAQUES

– au niveau du tronc

Les CCN cardiaques vont quitter le tube neural et migrer à travers les arcs pharyngés pour venir dans le cœur

et participer à toute la formation des gros vaisseaux (cellules musculaires lisses).

Elles vont aussi participer a la formation le canal artériel.

=> Les CCN participent à la septation : elles se positionnent dans la partie centrale de la voie efférente au

niveau des coussins endocardiques et uniquement dans cette portion là et vont induire la septation (le

cloisonnement des gros vaisseaux : aortiques et pulmonaires).

La POSITION et la PRÉSENCE des CCN sont primordiales pour induire la septation.

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La septation :

C'est une spirale formée par les coussins endocardiques (renflements remplis de MEC) et elle va se séparer en 2

pour permettre le croisement des vaisseaux (aorte et tronc pulmonaire) au niveau de la base de la voie efférente

et donc la sortie d'éjection des ventricules.

Expérience : l'ablation des CCN cardiaques uniquement entraine un looping ou boucle cardiaque anormale

donc il faut des CCN cardiaques pour avoir une boucle cardiaque parfaite. Il existe des malformations

classiques chez l'Homme à la naissance :

• tronc artériel commmun ou persistance du troncus arteriosus (c'est une absence de septation avec

présence de communication interventriculaire).

• malposition des gros vaisseaux

• malformation gros vaisseaux tel que l'interruption de crosse...

→ Ce qui souligne l'importance de cette population au niveau de la formation des arcs pharyngés.

En résumé, cette population est très importante pour la septation de la voie efférente (CCN situées

au niveau central des coussins endocardiques : entre la future aorte et la futur artère pulmonaire) ainsi

que les défauts qui en découlent ; tronc artériel commun, ventricule droit à double issue, malformation

des gros vaisseaux, interruption crosse aortique (6e arc)...

d) Le myocarde de la voie efférente (partie du myocarde définitif issue de la voie efférente)

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Il s'agit de cœurs de 10 jours de souris marqués par différents transgènes : à gauche la voie efférente est

marquée entièrement ; au milieu seule la partie dorsale ou inférieure est marquée ; à droite seule la partie

ventrale ou supérieure est marquée. On a observé ce transgène dans la partie supérieure de la voie efférente et

on le retrouve après uniquement au niveau du myocarde sous-pulmonaire donc cela signifie que cette

population contient des progéniteurs du myocarde sous-pulmonaire.

Le marquage est présent dans la partie droite puis supérieure puis gauche puis finalement ventrale du cœur au

niveau du tronc pulmonaire ce qui démontre qu'il y a une rotation de la voie efférente au niveau du myocarde.

Donc en même temps que la formation de la spirale au niveau des coussins se déroule : le myocarde tourne

autour des coussins (c'est à ce niveau que peuvent découler tous les défauts du positionnement comme la

Tétralogie de Fallot)

e) Malformations conotroncales

Elles sont dues a des defauts de la voie efferente. Ces differentes malformations peuvent provenir d'une

anomalie des cellules des cretes neurales, du myocarde ou des coussins endocardiques. Donc on ne peut

pas savoir à quoi une deformation est due exactement, c'est tres difficile.

Exemples typiques :

La tetralogie de Fallot (T4F)

Il s'agit de la maladie cyanogene la plus commune des cardiopathies congenitales avec une prevalence

de 3/10 000 ce qui represente 10% de toutes les malformations cardiaques. Elle touche essentiellement les

voies d'ejection.

Elle se caracterise par quatre signes :

• Communication interventriculaire (CIV)

• Aorte a cheval

• Stenose pulmonaire

• Hypertrophie du VD (ventricule droit).

On pourrait parler de Monologie de Fallot car elle est due simplement à un déplacement de l'aorte qui va se

situer à cheval au niveau du septum interventriculaire (donc CIV) ce qui va écraser le tronc pulmonaire

(sténose) et donc le VD va souffrir et devenir hypertrophique.

C'est un phenomene tres complexe, qui peut etre associe à d'autres anomalies cardiaques. Il peut aussi conduire

a des problemes d'hypoplasie des arteres pulmonaires. Ce sont donc des troubles très graves. On pense qu'elle

peut être due à l'environnement (grossesse...).

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Les mutations associees a la T4F :

Cette maladie est complexe, il n'y a pas un mecanisme unique ni un gene unique. Les enfants qui ont une

anomalie genetique comme la trisomie 21 ou le syndrome de Di George (microdeletion 22q11) ont souvent des

malformations cardiaques congenitales comme la T4F. Il existe de nombreuses autres anomalies génétiques

causant la Tétralogie de Fallot, mais la plus importante est le syndrome de Di George ou la T4F est présente

chez 15% des malades. Elle peut aussi se trouver sous forme familiale ou isolee.

Transposition des gros vaisseaux

La prevalence est de 1/3500-5000, ce qui represente 7-10% des anomalies cardiaques congenitales. Elle touche

plus souvent les hommes. Elle est souvent associee a des anomalies des coronaires, des ventricules et des

oreillettes, perforation du septum atrial, perforation du septum ventriculaire.

Au niveau anatomique, cette malformation entraine une position de l'aorte devant le tronc pulmonaire, donc

l'aorte va s'aboucher sur le ventricule droit,et le tronc pulmonaire sur le ventricule gauche, ce qui conduit a une

inversion entre circulation arterielle et pulmonaire ce qui peut conduire a la mort du nouveau ne.

Quels en sont les mecanismes ? Les genes ?

Les anomalies génétiques concernent des gènes impliqués dans l'asymétrie droite-gauche (Pitx2 → voie

Nodale)

En revanche les cellules des cretes neurales ne sont pas impliquees dans les anomalies de rotation, et donc

dans la transposition des gros vaisseaux.

La malformation est associee a plusieurs mecanismes embryonnaires, et pas a un seul gene mais a plusieurs.

V. La formation des chambres cardiaques

On passe d'un coeur lineaire a un coeur bien forme, avec 2 chambres auriculaires (tres petites) et 2 chambres

ventriculaires (tres grandes).

Expérience : Un hollandais a suggere que la formation des chambres cardiaques se faisait par phenomene de

ballooning : pendant la formation du tube, la partie externe du tube est celle qui grossit le plus et donc est celle

qui participe à la formation des chambres cardiaques (la partie interne reste avec une origine primitive et donne

les chambres non myocardiques).

On sait maintenant que ce modele n'est

pas tout à fait exact : il a ete montre qu'il

existe une croissance orientee des

cardiomyocytes selon leur localisation (VG ou VD).

a) Le cloisonnement interventriculaire

ou septum interventriculaire

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Sur la photo du haut (à droite), on a un coeur a 10,5 j. On reconnait les oreillettes (parois fines) et les

ventricules (parois epaisses). La photo du bas est a un stade un petit plus tardif, le VD est plus petit que le VG.

Dans chaque ventricule (pas dans les oreillettes) vont apparaître ces invaginations du myocarde et endocarde =

les trabécules. Cette formation est un moyen pour le muscle cardiaque d'avoir des échanges d'oxygène avec le

sang.

C'est au niveau des trabecules qu'on retrouve le systeme de conduction du cœur. Les cardiomyocites des

ventricules vont traduire et transporter le signal aboutissant a la conduction a travers les ventricules, avec l'aide

de connexines qui permettent le passage de la conduction d'une cellule a l'autre.

b) Le systeme de conduction

C'est l'ensemble de réseaux de cellules cardiaques connectées entre elles par des connexines, par des jonctions

très précises qui sont des connexons qui vont permettre le passage très rapide des informations d'une cellule à

l'autre.

=> Le tissu de conduction provient d'une spécialisation des cellules cardiaques en cellules de

système de conduction.

B. L'epicarde et la formation coronaire

L'epicarde est la couche externe qui tapisse le myocarde. Il derive de l'organe pro-epicardique ou pro-epicarde

(amas de cellules localise a l'exterieur du cœur, entre le cœur et le futur foie) qui se situe juste sous le tube

cardiaque.

Les cellules du pro-epicarde migrent et envahissent le tube cardiaque, donnant ainsi l'epicarde et les

coronaires.

L'épicarde joue un rôle important dans la compaction du myocarde: SANS EPICARDE IL N'Y A PAS

DE COMPACTION DU MYOCARDE.

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La compaction du myocarde consiste en une régression des trabécules en même temps que le myocarde

s'épaissit. (Important)

La voie de l'acide retinoique :

C'est un derive de la vitamine A qui joue un rôle dans la compaction du myocarde.

La vitamine A (rétinol) s'accumule dans le sang, est captée au niveau des récepteurs qui vont la faire rentrer dans le cytoplasme et

subit une étape d'oxydation qui va conduire à l'acide rétinoïque. Il va rentrer dans le noyau et va activer les récepteurs nucléaires pour

activer des gènes cibles.

Ce sont les cellules de l'épicarde qui expriment l'acide rétinoïque. Il interagit avec de nombreuses autres voies

conduisant a la compaction du myocarde et la formation des coronaires.

Il peut activer la voie des FGF qui sont des facteurs sécrétés qui agissent sur des récepteurs situés sur des

cellules du myocarde.

C. L'endocarde et la formation des valves cardiaques

a) Les valves cardiaques

Le role des valves cardiaques est de permettre l'ejection du sang et d'empecher celui-ci de refluer dans le

mauvais sens entre les differentes cavites du cœur. Elles sont au nombre de 4 :

• les valves sigmoides = semi lunaires que sont les valves aortique et pulmonaire,

• les valves atrio-ventriculaires que sont les valves mitrale et tricuspide.

Elles sont composees de feuillets (2 pour la mitrale, 3 pour la tricuspide, l'aortique et la pulmonaire) reliés aux

muscles papillaires par des cordages tendineux qui vont permettre leur ouverture lors de la contraction

ventriculaire.

Une valve est composée d'une structure trilaminaire :

• fibrosa : composee de collagene

• spongiosa : composee de proteoglycanes +++

• ventricularis : composee d'elastine +++

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Elles sont composees de cellules interstitielles et surtout de matrice extracellulaire. Ces strates conferent

aux valves des proprietes particulieres : elles sont tres elastiques a l'ouverture (sistole) grace a l'elastine et

tres rigide a la fermeture (diastole) grace au collagene.

Origine des valves :

Les valves derivent de :

• voie efferente

• canal atrio-ventriculaire

b) les coussins endocardiques

Les coussins endocardiques se situent au niveau de la voie efférente et du canal atrio-ventriculaire. Ils

entament un programme différent de l'endocarde des oreillettes et ventricules, sous l'influence de facteurs

particuliers et donnent les valves cardiaques.

Les coussins endocardiques sont un renflement localisé de l'endocarde qui contient :

• de la gelée cardiaque (MEC de collagène),

• des cellules de l'endocarde,

• des cellules mésenchymateuses.

Ces cellules mésenchymateuses proviennent de l'endocarde, elles envahissent la gelée cardiaque suite a une

transition endothélio-mésenchymateuse sous l'induction de facteurs bien précis provenant du myocarde.

La transition endothélio-mesenchymateuse (EMT)

Les cellules se détachent de l'endocarde et migrent (ce qui est typique des cellules mésenchymateuses) dans une

région bien précise des coussins endocardiques.

Puis il y a une étape de prolifération cellulaire au niveau des coussins endocardiques sous le contrôle de

facteurs bien précis : voie notch...

La formation des valves sigmoïdes par rapport aux valves atrio-ventriculaires : apparition de coussins

accessoires => 3 feuillets

D. Les cellules progénitrices cardiaques et le developpement du cœur

Concernant cette partie le prof a dit : L'idée est que vous sachiez qu'il existe un second champ cardiaque, sa

localisation et sa contribution a la formation du cœur. Les approches décrites pour découvrir cette nouvelle

source de cellules progénitrices cardiaques sont trop compliquees, ce n'est pas la peine de retenir les details.

Rappel :

Le coeur se developpe à partir de 2 regions du mesoderme → croissant cardiaque → tube lineaire → se courbe

en S → coeur primitif → 4 chambres cardiaques avec septation et reorganisation des cellules.

→ Tout ceci est ce qui se voit mais pas ce qui se passe !

→ Au niveau des coussins endocardiques de ces deux régions

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L'ancien modèle : Tous les composants du cœur dérivent du croissant cardiaque.

Dans les années 90, des injections de colorants et de nucléotides radiomarqués chez l'embryon de poulet ont

montré que les differents segments du tube lineaire donnaient ensuite naissance a differents segments du cœur.

Le problème c'est que le développement de la région de la voie efférente ne rentre pas complètement dans ce

modèle. Il y avait une controverse quant a l'origine de la voie efférente.

Le prof (il est chercheur) a decouvert l'existence d'une contribution extra-cardiaque. Lors d'etudes sur des

animaux transgeniques, il a decouvert qu'un embryon mute mlc1v-24 avait une voie efferente reliee au

mesoderme splanchnique : pourquoi ? En injectant le colorant dans le mesoderme splanchnique on constate que

24h apres il est au niveau de la voie efferente. Celle-ci n'est donc pas incluse dans le croissant cardiaque, elle

provient d'autre chose :

Il existe un second champ cardiaque ou champ cardiaque anterieur. En meme temps, dans des laboratoires

americains, ces resultats sont confirmes : en injectant des colorants a l'exterieur du coeur ils se trouvaient

ensuite dans la voie efferente.

LA VOIE EFFERENTE N'EST PAS ISSUE DU TUBE PRIMITIF.

La voie efférente provient d'une région en dehors du tube cardiaque. Elle est connectée aux artères et arcs

aortiques des arcs pharyngés. Il y a une continuité parfaite entre le myocarde de la voie efférente et le

mésoderme splanchnique.

→ Ainsi, la voie efférente est faite de cellules qui proviennent du mésoderme splanchnique qui se situe sous

le croissant/tube cardiaque.

Ce mésoderme splanchnique, ou mésoderme pharyngé se nomme aussi second champ cardiaque ou champ

cardiaque antérieur.

Nouveau modèle proposé a l'époque :

Le cœur a deux origines distinctes, le croissant cardiaque (premier champ cardiaque) et le mésoderme

splanchnique (second champ cardiaque).

Après avoir injecté du colorant au niveau du croissant cardiaque, le colorant se situe dans le VG a 24- 48 h de

culture. Ainsi, chez la souris, le tube cardiaque ne contient que des composants du VG.

Ensuite le prof s'est intéressé au mésoderme splanchnique qu'il a prélevé chez des embryons a un stade précoce.

La première observation est que les cellules se contractent de manière rythmique et automatique, elles sont

donc bien des cardiomyocytes. Leur identité est plutôt de type « voie efférente ».

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SYSTEME CARDIOVASCULAIRE – Embryologie cardiaque : principales etapes de la formation du cœur

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Si ces explants sont issus d'embryons encore plus précoces, on a une identité de type ventricule droit.

Ainsi, le ventricule droit et la voie efférente proviennent de ce mésoderme splanchnique situe sous le

croissant/tube cardiaque.

=> Le second champ cardiaque est donc très important pour la cardiogenèse.

En parallèle de ces

études, la technique

particuliere d'analyse

clonale rétrospective a

ete utilisee au laboratoire.

Celle-ci est basee

essentiellement sur la

duplication d'un

marqueur qui code pour

la bêta-galactosidase ce

qui invalide la traduction. Il faut alors rétablir le cadre de lecture.

De la est apparue la notion de 2 lignages distincts :

• Le premier lignage (tube primitif) qui dérive du croissant cardiaque et qui donne le VG (le VG ne

contient que des cellules dérivées du croissant cardiaque) et les oreillettes.

• Le deuxieme lignage (mesoderme splanchnique) qui donne naissance au VD, a la voie efferente et

aux oreillettes (et jamais le VG)

Il y a donc deux sources de cellules du myocarde : les cellules dérivées du premier lignage et les cellules du

second lignage.

Un modele a ete propose en 2005 : avec le croissant cardiaque (cardiac crescent) et le second champ cardiaque

(AHF+pSHF).

Le second champ cardiaque connecte le tube lineaire au pole arteriel en anterieur, et en posterieur au plan

veineux qui donnera les veines cardiaques, le nœud sinusal et les futures oreillettes. Ce second champ cardiaque

participe a la formation du cœur en additionnant des cellules dans ses deux extremites et permet au cœur de se

developper, de grandir en meme temps que l'embryon. Il se developpe par addition successive de cellules

progenitrices provenant du mesoderme splanchnique.

L'apparition de ce second lignage s'est fait au cours de l'évolution car les amphibiens, eux, n'ont qu'un

ventricule et une oreillette.

Au niveau des gènes : Islet-1 marque le second champ cardiaque et MLC2 le croissant cardiaque.

Et chez l'homme ?

Dans la collection d'embryons atteints de cardiopathies a l'hôpital Necker a Paris, on a retrouvé des cœurs qui

présentaient des malformations de la voie efférente associée a des anomalies de la région du pôle veineux, deux

régions auxquelles le second champ cardiaque contribue très fortement.

D'où l'idée de l'origine de ces maladies dans le second champ cardiaque.

On a également fouille dans les bases de donnees: des genes probablement implique dans le 2nd champ

cardiaque pourraient etre a l'origine de ces malformations. Le gène tbx1 est un gène candidat dans le syndrome

de Di George.

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SYSTEME CARDIOVASCULAIRE – Embryologie cardiaque : principales etapes de la formation du cœur

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En conclusion, le developpement du coeur est tres complexe et fait intervenir differents facteurs. Les

anomalies de la region conotroncale peuvent etre dues a une alteration des CCN, du 2nd champ cardiaque

ou des coussins endocardiques. Une anomalie peut donc avoir plusieurs mecanismes, plusieurs genes.

Je suis désolée pour ce cours un peu flou et brouillon mais le prof considère qu'en deux heures on ne

peut pas voir toute l'embryologie cardiaque donc pas le temps de parler moins vite... On a demandé ce qu'il

pouvait poser comme questions en QCM et il a dit que ce qui était important c'était surtout: LES CELLULES

DES CRÊTES NEURALES et le SECOND CHAMP CARDIAQUE.

Un grand merci à Manon de m'avoir soutenu pendant ce cours, tu m'as vraiment bien aidé !

Encore un gros bisous à tout le Carpache, la team ski de l'ambiance, ma maison du bonheur, ma grande famille

si forte, ma Lucie (queen d'HEC), ma future coloc' de l'amour, aux raisins, au nutella, à la folie et à l'amour !

CR : Bravo à Noémie et Bastien pour avoir pris ces 2 ronéos de cardio bien pourris.

La faculté se surpasse et a réussi a remplacé des cours de maths bien moisis par des cours de cardio encore

plus moisis.

Après avoir corrigé ces deux cours, voilà ma théorie : il existe au sein de la faculté un groupe secret, dont le

but est de nous faire chier, et tous les moyens sont bons (bancs qui font mal aux fesses, lumière qui pique les

yeux, sujets ennuyants à la limite de la torture etc…).

Mais ne craignez pas braves gens, les ronéotypeurs et le CR sont là pour vous éviter des escarres aux miches et

une cécité précoce.

Dédicace à Sanaba et aux 7 autres personnes en maths aujourd’hui : On devrait lancer une chaîne youtube du

genre « Les étudiants de l’extrême » ou « 50 nuances de Giorgi »

A Ruben, Mehdi et Flore et aux et ascenseurs de la Timone (je croyais que le but d’un ascenseur c’était d’aller

plus vite que les escaliers, apparemment non)

Au risque de passer pour l’obséquieux de service, je me dois de citer ce grand homme qu’est Taïeb, en plus de

demander à ce qu’on lui envoie le ronéo pour qu’il puisse le corriger, Monsieur nous donne ses sujets d’exam

et les réponses qui vont avec. Et ça c’est cool.

Pour finir, je tiens à rendre hommage à un autre grand homme, dont c’est l’anniversaire aujourd’hui jeudi 10

mars 2016. Tu ne le connais peut être pas, ô toi qui me lis, mais sache que nous sommes chanceux (si si je

t’assure) de l’avoir avec nous, au sein de notre belle promo. Il répand sa lumière partout où il va, avise petits et

grands sur les affaires courantes et moins courantes. On raconte que le Doyen lui-même ferait appel à ses

services plusieurs fois par jour pour maintenir la fac sur le droit chemin.

Son nom ? Je ne puis le révéler, c’est un homme qui préfère agir dans l’ombre. Je me contenterai de dire que

son nom désigne le Soleil chez les grecs (aussi bien que le chacal… étrange coïncidence que les meilleurs

linguistes s’efforcent de décrypter).

A 20 ans seulement, il est un des meilleurs atouts de notre beau pays, et ceci, camarades, n’est que le début.

Joyeux anniversaire GMC.

Le MDM