ABSTRACT
DÈs 1936, Glasstone a montré que des bourgeons dentaires de Mammifères, prélevés à des stades précoces, peuvent modeler in vitro toutes les cúspides et les sillons de la dent adulte, c’est à dire les détails caractéristiques de leur morphologie définitive.
Parallèlement à ces capacités de morphodifférenciation, les études du même auteur mettent en évidence des aptitudes de différenciation cytologique susceptibles de réaliser la croissance des odontoblastes et la formation de la dentine in vitro, ainsi que la production d’émail en greffe chorio-allantoïdienne.
Suivant les précisions encore récemment apportées par Glasstone (1963), la plupart de ces propriétés génétiques des bourgeons dentaires sont acquises chez l’embryon de Souris, dès l’apparition des bandelettes épithéliales qui donneront naissance aux incisives et aux premières molaires. Il faut donc reporter avant 12 jours, chez cet embryon, la période préparatoire pendant laquelle des propriétés odontogènes se localisent dans certains secteurs des feuillets bordant la fente stomodéale.
Or, pendant cette période, l’une des transformations les plus remarquables de cette région, est la mise en place des éléments antérieurs de la crête neurale du trijumeau dont on peut étudier la topographie grâce aux particularités histo-chimiques de ses cellules (Milaire, 1959; Pourtois, 1961). Leur analyse nous a permis d’étendre à un Mammifère les conclusions que Sellman (1946) avait tirées de ses travaux sur l’Axolotl. Nous avons ainsi prêté à la crête neurale le rôle d’inducteur des lames dentaires et attribué une origine mésectoblastique à la pulpe des dents.
Nos observations comportaient notamment une étude topographique des zones riches en ARN chez l’embryon de Souris, avant la formation des lames dentaires. Il nous est apparu ensuite qu’elles devaient être complétées; d’abord par 1’examen de certains stades qui permettraient de suivre plus exactement la migration mésectoblastique et la prédifférenciation des bourgeons dentaires, ensuite, par une étude expérimentale dans laquelle ces zones présomptives seraient cultivées in vitro en partant de stades antérieurs à ceux qui ont été utilisés précédemment par Glasstone.
MATERIEL ET TECHNIQUES
Trente-cinq embryons de Souris de jours à 12 jours et 4 embryons de Rat de 11 jours ont fourni 98 expiants mis en culture. Les fragments tissulaires, prélevés par microdissection dans le liquide de Tyrode, comportaient au départ soit des zones présomptives de bourgeons dentaires supérieurs ou inférieurs (Figure 2), soit ces mêmes zones associées à des fragments de feuillets voisins; épiblastiques, endoblastiques, mésoblastiques ou mésectoblastiques (Figure 1).
Représentation schématique des divers types de dissections opérées sur des embryons âgés de moins de 10 jours.
Représentation schématique du type de prélèvement effectué à partir de jours.
Les cultures sont faites en coagulum mince sur lamelle de verre et maintenues à 37°C. soit en goutte pendante (double lamelle de Maximow, en salière hermétiquement scellée et saturée de vapeur d’eau), soit en ‘roller tube’. Des repiquages pratiqués tous les trois ou quatre jours ont permis d’éliminer un excès de croissance fibroblastique et de maintenir le développement in vitro de 3 à 24 jours selon les cas.
Le coagulum est formé de parties égales de Tyrode, de plasma de Coq et d’extrait embryonnaire de Poulet (au 10ème jour), de Rat (au 16ème ou au 19ème jour) ou de Souris (au 14ème jour), le broyât de ces embryons étant dilué de moitié dans le liquide de Tyrode, agité pendant 20 min., puis centrifugé 20 min. à 3.500 t/m.
Dans le cas des expériences en ‘roler tube’, la phase liquide comporte : Tyrode, 2 vol., sérum de cheval, 2 vol., extrait embryonnaire de Rat (16ème jour), 1 vol. La vitesse de rotation des tubes est fixée à environ 7 tours/heure.
De la vitamine A cristallisée (Roche) a été ajoutée à certaines cultures dans la proportion de 1 mg. pour 10 ml. du broyât embryonnaire dilué.
Les cultures ont été fixées dans le liquide de Bouin, enrobées à la paraffine, coupées en séries et colorées à l’hémalun-éosine.
Pour permettre de situer l’état de développement des feuillets mis en culture, nous avons pratiqué sur des embryons homologues, prélevés dans les mêmes portées, des coupes sériées, sagittales, frontales ou transversales qui ont été colorées soit à l’hémalun-éosine, après fixation au Bouin, soit au vert de méthyle-pyronine, après fixation au Serra. Le stade de maturation des embryons a été calculé à partir de l’apparition du bouchon vaginal.
OBSERVATIONS PERSONNELLES
Une brève description préalable des zones dentaires présomptives et des feuillets cellulaires adjacents est indispensable à la compréhension des résultats obtenus en culture. Aussi avons-nous divisé ce chapitre en deux rubriques: croissance in situ du 9ème au 13ème jour d’abord, comportement in vitro des zones dentaires ensuite.
Développement in situ des zones dentaires présomptives chez l' embryon de Souris
Après huit jours de développement, une coupe transversale pratiquée dans la portion céphalique de l’embryon de Souris, au niveau du rhombencéphale, permet d’observer la jeune crête neurale du trijumeau dont les cellules fortement basophiles, en voie de migration dorso-ventrale sont bien mises en évidence par la coloration à la pyronine (Milaire, 1959). Il est interéssant de noter que le matériel mésectoblastique abonde dans les bourgeons mandibulaires et maxillaires dès le début de leur formation tandis que les cellules du mésenchyme banal de beaucoup moins basophiles, sont relativement rares aux mêmes endroits.
A jours, l’ébauche du ganglion de Gasser est déjà bien visible dans la partie dorsale de la crête neurale du trijumeau. En avant, la crête se termine dans la partie stomodéale des bourgeons mandibulaires et maxillaires, de sorte que, en coupe transversale, on peut observer son intense basophilie, dans le secteur inféro-interne du mésenchyme du bourgeon maxillaire, et dans la partie supéro-inteme de celui du bourgeon mandibulaire (Planche 1, Fig. A). Cette fraction maxillo-mandibullaire du feuillet mésectoblastique est la plus riche en ARN à proximité des vaisseaux nourriciers issus de la branche antérieure de la carotide et du premier arc aortique. Entre ces vaisseaux et l’épiblaste stomodéal, se constitue ainsi un amas de cellules repérables par leur grande affinité pour la pyronine et destinées à fournir le matériel des pulpes dentaires (Pourtois, 1961). Au même moment, mais dans la profondeur du bourgeon mandibulaire et en dehors de l’arc aortique, le matériel présomptif du cartilage de Meckel, issu lui aussi de la crête neurale (Milaire, 1959) commence également à s’individualiser et se remarque aisément par sa basophilie intense. Au même stade, les cellules de l’épiblaste stomodéal contiennent de volumineux nucléoles riches en ARN.
A 10 jours, la jonction ventrale des bourgeons mandibulaires ébauche le plancher buccal tandis que la fermeture latérale de la fente stomodéale s’opère par la jonction maxillo-mandibulaire. Le secteur buccal est ainsi clairement délimité dès ce llème jour.
A jours, les lames dentaires commencent leur cyto-différenciation, les cellules cubiques de leur feuillet profond ont déjà élaboré en partie l’ergastoplasme basal qui donnera aux pré-adamantoblastes leur basophilie et leur aspect allongé (Planche 1, Fig. B). Il est facile de repérer l’emplacement de ces ébauches à l’examen in toto, grâce à la richesse du lit vasculaire sur lequel elles reposent, et que l’on aperçoit par transparence.
En effet, les arcs aortiques ont été remplacés à ce stade par un réseau de capillaires périphériques qui s’élargissent sous le mésenchyme odontogène. Ce dernier qui était encore en continuité au stade précédent, avec les autres branches de la crête neurale, s’est maintenant condensé et individualisé de telle sorte que, dans les bourgeons mandibulaires, les deux colonnes de cellules basophiles qui constituent le précartilage de Meckel et le mésenchyme odontogène, apparaissent nettement séparées.
A 11 jours, un sillon longitudinal déprime la surface stomodéale de chaque lame dentaire dont l’épaisseur s’est légèrement accrue par rapport au stade précédent (Planche 1, Fig. C).
A 12 jours, chacune des quatre lames dentaires a constitué une bandelette postérieure destinée à former les deux premières molaires, et une bandelette antérieure, germe de l’incisive. Premier signe de morphodifférenciation, ces ébauches présentent déjà une asymétrie par rapport au plan parasagittal: la bandelette des molaires est plus épaisse du côté interne (lingual) tandis que l’ébauche de l’incisive est plus développée du côté antéro-externe (labial). Ces différents bourgeons épiblastiques sont constitués par cinq ou six assisses cellulaires. Les couches périphériques, destinées à former le le reticulum stellaire, sont encore aplaties, mais la couche profonde a déjà acquis une richesse considérable en ARN et pris l’allure palissadique typique d’un épithélium adamantin (Planche 1, Fig. D).
Au stades suivants, l’ectomésenchyme odontogène sous jacent verra décroître la basophilie qui l’avait caractérisé jusque là et qui ne réapparaîtra plus avant la différenciation des odontoblastes. Dans notre étude précédente (Pourtois, 1961), nous avions noté cette chute de basophilie à partir du 16ème jour. Il nous est apparu ensuite qu’elle peut se manifester plus précocement, vers le 14ème jour.
Développement in vitro des zones présomptives et des rudiments de bourgeons dentaires
Nous classerons sous cette rubrique les expériences de culture en fonction de l’âge des embryons dont furent prélevés les expiants. Pour chaque lot de même origine, seuls seront décrits les résultats offrant un intérêt particulier; les proliférations banales du mésenchyme ou les involutions dégénératives qui furent la destinée de plusieurs expiants seront donc éliminées de la présentation.
La plupart des expiants ont été prélevés chez des embryons de Souris. Ceux qui proviennent d’embryons de Rat seront mentionnés en cours d’exposé.
Expiants provenant d’embryons de
jours
Ces expiants sont constitués d’ébauches complètes de bourgeons mandibulaires et maxillaires associés à la crête neurale correspondante (Figure la). Leur culture, effectuée en salière, à l’aide d’extrait embryonnaire de Poulet, a échoué à la suite de la nécrose totale de l’explant dans la plupart des cas. Un seul de ceux-ci a proliféré sous la forme d’un épithélium cubique simple associé à quelques cellules de mésenchyme banal.
Expiants provenant d’embryons de
jours
Une première série de ces expiants est constituée de segments stomodéaux de bourgeons mandibulaires (Figure 1b). Leur culture en salière à l’aide d’extrait embryonnaire de Poulet, n’a donné naissance à aucune croissance caractéristique de matériel dentigère. Nous avons constaté dans deux cas, la formation d’un épithélium de type malpighien dont les cellules superficielles avaient subi une évolution kératinique.
Un deuxième lot d’explants prélévés à jours est constitué de bourgeons mandibulaires complets, comportant un fragment d’endoblaste provenant de l’orifice pharyngien (Figure le). Ces cultures—soit en salières, à l’extrait embryonnaire de Poulet, soit en ‘roller tubes’, en présence d’extrait embryonnaire de Rat—montrent, dans la majorité des cas, une croissance rapide du mésenchyme et l’enveloppement de l’épiblaste sous la forme d’un petit kyste central. Après 7 jours de culture, un bourgeonnement localisé de l’épiblaste comparable à celui Dans un troisième lot prélevé à
jours, les expiants se composent des bourgeons maxillaires et mandibulaires associés à un fragment de la crête neurale adjacente (Figure la). Après 8 jours de culture en coagulum à l’extrait embryonnaire de Poulet, l’un des expiants a formé un bourgeon équivalent à ceux qu’on observe à 13 jours chez l’embryon normal, il a également donné naissance à des fragments de cartilage de Meckel. Des expiants disséqués selon les trois manières décrites ci-dessus, mais prélevés à partir d’embryons de Rat de 10 jours dont les ébauches maxillo-mandibulaires avaient atteint un stade semblable à celles des embryons de Souris de
jours, ont été cultivés sur coagulum à l’extrait embryonnaire de Rat. Les résultats obtenus sont entièrement comparables à ceux qui viennent d’être décrits pour la Souris.
Expiants provenant d’embryons de
jours
Ces expiants, prélevés selon la ligne indiquée dans la Figure 2, contiennent l’ébauche de la lame dentaire et le mésenchyme condensé sous-jacent. Ils ont été cultivés en salière, dans du coagulum à l’extrait embryonnaire de Souris. Les cultures ont été arrêtées à 3 jours, 5 jours et 17 jours.
Après trois jours, nous avons observé dans un expiant deux proliférations épiblastiques localisées dont la forme et l’emplacement permettent le diagnostic d’un bourgeon incisif et d’un bourgeon molaire analogues à ceux que l’on rencontre chez un embryon de Souris à jours (Planche 1, Fig. F). La vitesse du développement de ces ébauches correspond donc approximativement aux
de la vitesse normale.
Après cinq jours, une tendance à former un organe adamantin en cloche s’est manifestée nettement dans deux expiants, ce qui correspond à une vitesse de développement équivalent à 60 % de la normale. Toutefois, la différenciation de leur reticulum stellaire et leur pulpe présente des anomalies. Dans l’ébauche de reticulum stellaire les noyaux des cellules sont demeurés volumineux alors qu’ils diminuent de volume dans les conditions normales. Quant à la papille pulpaire, elle est plus petite que normalement, ses cellules ont un volume réduit et l’on y trouve quelques pycnoses (Planche 2, Fig. G).
Après 14 jours, le développement des ébauches est considérable mais leur évolution anormale a altéré leur ressemblance avec les bourgeons dentaires formés in situ. On peut toutefois y distinguer encore une formation d’origine épiblastique et, l’ébauche d’une papille pulpaire.
La formation d’origine épiblastique (Planche 2, Fig. H) consiste en un épithélium pluristratifié de type malpighien limitant dans la plupart des cas une sphérule centrale formée de feuillets concentriques d’aspect kératinique. La couche basale de l’épithélium est restée cubique ou aplatie d’un côté de l’organe, tandis qu’elle tend à devenir palissadique de l’autre côté où elle forme plusieurs replis qui évoquent les lèvres et le sillon d’un organe adamantin.
Quant à l’abauche pulpaire, elle se réduit à quelques cellules de petite taille réparties entre les lèvres du dérivé épiblastique; on n’y décèle aucune différenciation comparable à celle de la pulpe dentaire normale et l’on y trouve des nombreuses pycnoses.
Après 17 jours de culture, nous avons observé la production d’un dérivé adamantoblastique très déformé (Planche 2, Fig. I). On peut y distinguer plusieurs replis d’un épithélium pluristratifié accusant d’un côté une évolution malpighienne—mais sans production de feuillets kératinoïdes—et, de l’autre côté, une transformation kystique. La paroi du kyste est tapissée de plusieurs assises cellulaires. Sa couche interne ressemble à un épithélium bronchique par ses cellules cylindriques, hérissées d’une brosse fibrillaire. La cavité kystique contient quelques débris cellulaires. Dans l’autre partie de cet organe fortement altéré, une légère prolifération du mésenchyme dans un repli épiblastique peut être raisonnablement considérée comme un rudiment de pulpe dentaire; la basale épiblastique a d’ailleurs, au même niveau, l’allure d’un épithélium adamantin interne encore peu différencié. L’explant, ainsi déformé évoque certains détails histopathologiques des kystes dentigères, nous y reviendrons dans la discussion.
Expiants provenant d’embryons de 11 jours
Certains de ces expiants étaient constitués par des fragments de lames dentaires et de mésenchyme sous-jacent, destinés à former soit des molaires, soit des incisives (Figure 2). Ils ont été cultivés en coagulum à l’extrait de Poulet et ont abouti, après 7 jours de culture, à la production de dérivés adamantins comparables à ceux qui ont été obtenus, mais plus lentement, à partir d’explants prélevés jour plus tôt (épithélium malpighien enveloppant les lamelles kérati-niques, cordons épithéliaux de type muqueux). Ajoutons que les dérivés des parties antérieures destinées aux incisives ont l’allure allongée et incurvée de ces dents, alors que les dérivés d’origine postérieure sont plus arrondis.
Après 16 jours de culture dans les mêmes conditions, les dérivés adamantins qui ont été obtenus ont toujours le même aspect mais contiennent une inclusion de kératine plus volumineuse. Dans quelques expiants, des ébauches de cartilage de Meckel, témoins d’une dissection trop large, sont apparus au voisinage des dérivés adamantins.
Certains autres expiants, prélevés à 11 jours furent disséqués de manière plus étroite pour ne laisser sous le feuillet épiblastique des lames dentaires qu’une mince couche mono-ou bicellulaire de mésenchyme sous-jacent. La plupart de ces expiants ont dégénéré sans donner naissance à des formations significatives. Toutefois, dans l’un d’eux, nous avons observé, après 6 jours, la croissance d’un sac épiblastique dont la forme évoque curieusement le bourgeon incisif au 15ème jour. Il s’agit d’une masse piriforme creuse dont le grand axe est fortement allongé et incurvé (Planche 2, Fig. J). Sa paroi est formée de trois ou quatre assises cellulaires plus épaisses du côté convexe et plissées à ce niveau de manière à évoquer les crêtes épithéliales de la paroi labiale des bourgeons incisifs normaux. Une faible quantité de mésenchyme, d’ailleurs abondamment pycnotique, déprime la base de la pyramide; cette ébauche de papille pulpaire n’atteint cependant que le quart de la longueur totale du dérivé adamantin dont quelques cellules desquammées occupent la cavité centrale.
Cultivé en ‘roller tube’ en présence d’extrait embryonnaire de Rat, un expiant prélevé sur un embryon du même âge (11 jours) montrait, après 14 jours, un dérivé épiblastique dont la forme est comparable à celle d’un organe adamantin normal au 17ème jour, mais dont les cellules se seraient anormalement différenciées en un épithélium de type muqueux (Planche 2, Fig. K). La couche basale de cet épithélium forme deux nets replis comparables au protoconide et au méta-conide d’un bourgeon de molaire; on remarquera toutefois que la dépression qui les limite ne contient pratiquement plus de cellules de mésenchyme, celles-ci ont été perdues dans le liquide de lavage au cours des diverses transplantations.
Expiants prélevés sur des embryons de 12 jours
A partir d’un expiant sur quatre de cet âge cultivé en coagulum à l’extrait embryonnaire de Poulet, nous avons obtenu, après 13 jours, la croissance d’une cloche adamantine pourvue de replis homologues aux protoconide, métaconide, hypoconide et entoconide du premier bourgeon molaire d’un Souriceau de 2 jours (Planche 2, Fig. L). Cet organe adamantin enserre une papille pulpaire pourvue d’odontoblastes qui ont sécrété des rudiments de prédentine. Il est lui-même constitué des feuillets habituels: épithéliums adamantins interne et externe, strate intermédiaire et réticulum stellaire. En outre, il contient une formation anormale que nous avons déjà décrite dans les dérivés adamantins précédents; il s’agit d’une sphérule constituée de feuillets kératinoïdes irrégulièrement concentriques, et entourée de quelques assises cellulaires épithéliales. Cette ‘perle’ kératinique est située à la base du métaconide, lequel est d’ailleurs, moins développé que normalement. Si l’on considère que le résultat atteint ici correspond aux bourgeons dentaires observables deux jours après la naissance chez le Souriceau, on peut apprécier la vitesse de développement in vitro à partir d’explants prélevés à 12 jours p.c., à 70% de la vitesse normale.
Faisons enfin remarquer que les expiants cultivés en présence de vitamine A ne se sont pas développés d’une manière sensiblement différente de ceux qui ont été traités en son absence.
DISCUSSION
Dans son étude de la céphalogénèse chez la Souris, Milaire (1959) a montré que les cellules de la crête neurale du trijumeau peuvent être distinguées de celles du mésenchyme banal, par leur intense basophilie. Nous avons nous-même observé (Pourtois, 1961) qu’une partie de ces cellules riches en ARN se dispose dans les bourgeons maxillaires et mandibulaires, sous l’épiblaste destiné à fournir les lames dentaires, et suggéré que le contact des deux feuillets va de pair avec une induction du premier par le second.
Le comportement in vitro des ébauches dentaires prélevées avant 12 jours fournit, en faveur de cette hypothèse, un argument d’ordre expérimental. Il s’agit de la cytodifférenciation anormale de l’organe adamantin en l’absence du mésenchyme odontogène.
Cet isolement réalisé dans nos cultures soit par dispersion du mésenchyme odontogène, soit par nécrose de l’ébauche pulpaire, peut intervenir à différentes étapes du développement. Nous analyserons ultérieurement les modaütés de cette dégénérescence du matériel pulpaire, mais, auparavent, nous voudrions insister sur le fait qu’elle est d’autant plus fatale à l’avenir de l’organe adamantin qu’elle lui a été imposée plus tôt. On a vu, en effet, que des expiants prélevés à jours sont dépourvus de toute faculté odontogène, alors que ceux qui, sont prélevés à
jours édifient des bourgeons épiblastiques; des expiants de
jours deviennent capables de morphodifférenciation et, à 12 jours, sont en mesure de former des améloblastes normaux.
La présence et la vitalité des cellules mésectoblastiques semblent donc indispensables à l’acquisition par l’organe adamantin de ses propriétés particulières. C’est là un argument qui appuie l’opinion selon laquelle une induction provenant de la crête neurale et se prolongeant de à 12 jours, influencerait la formation des bourgeons dentaires chez l’embryon de Souris. Cette induction serait notamment indispensable à la différenciation cytologique normale de l’organe adamantin. Sans elle, l’ébauche épiblastique présomptive se différencie anormalement: des nodules kératiniques (Planche 2, Fig. H), des cordons épithéliaux de type muqueux (Planche 2, Fig. I) et des kystes (Planche 2, Figs. I et J) apparaissent dans les cultures. Chacune de ces formations anormales résulte probablement de la prolifération d’un secteur particulier de l’épiblaste stomodéal prélevé lors de la dissection (Figures 1 et 2). C’est ainsi que les nodules kératiniques entouré d’un épithélium malpighien dérivent vraisemblablement d’un fragment épiblastique destiné à former la gencive in situ. On sait, en effet, que ce feuillet évolue fréquemment vers la formation de ces perles cornées, soit en greffe autoplastique (Huggins, McCarrol et Dahlberg, 1934) soit en culture de tissus (Szabo, 1954; Hay, 1961).
Par contre, des kystes non kératinisés, comme celui de la Planche 2, Fig. J, et des amas cellulaires de type muqueux (Planche 2, Fig. K) peuvent être considérés comme autant de structures dérivant des zones adamantines présomptives elles-mêmes, car des formations métaplasiques analogues ont été obtenues, également en culture, à partir d’organes adamantins déjà différenciés, mais isolés ou dépourvus d’une alimentation adéquate (Szabo, 1954). De même, il est frappant de trouver dans la paroi des kystes dentigères (Gorlin, 1957), des structures analogues à celles qui se sont développées dans nos cultures. Ces ressemblances histologiques concernent notamment les épithéliums de type respiratoire (Planche 2, Fig. I) et les parois kystiques de type malpighien. Ces structures peuvent donc être attribuées à l’évolution in vitro de tissus adamantins présomptifs encore insuffisemment déterminés. Dès lors, si elles pouvaient être étudiées sur un plus grand nombre de cas, les similitudes entre anomalies produites en culture et kystes dentigères permettraient d’interpréter la pathogénie de ces derniers notamment comme une altération des facultés inductrices du mésenchyme odontogène au moment où l’épithélium présomptif n’a pas encore acquis une spécialisation définitive.
Nous avons donc observé dans nos cultures des degrés variables d’involution du mésenchyme odontogène suivant le stade du prélèvement. Dans les expiants les plus jeunes, prélevés à jours, c’est la condensation de ce mésenchyme autour du bourgeon adamantin qui échoue (Planche 1, Figs. E et F). Une partie du matériel mésectoblastique échappe ainsi au groupe de cellules destinées aux papilles pulpaires et celles-ci n’atteignent plus que des dimensions réduites (Planche 2, Figs. G, H et I).
Dans les expiants plus âgés (11 jours), où la condensation du mésenchyme odontogène a déjà commencé in situ (Planche 1, Fig. C), il semble que la papille pulpaire puisse se développer davantage. Cependant, même dans ce cas, l’ébauche pulpaire involue, subissant cette fois une dégénérescence nécrotique (Planche 2, Figs. J et K). Il ne paraît pas que cette involution puisse s’expliquer par une action toxique des matériaux nutritifs. La nature de l’extrait embryonnaire, provenant d’un Oiseau ou d’un Mammifère n’influence pas, en effet, les résultat d’une manière sensible.
La culture en roller-tubes, où le brassage gazeux remplace l’oxygénation naturelle, ne maintient pas davantage la vitalité de la papille pulpaire (Planche 2, Fig. K). Dès lors, quels motifs pouvons-nous invoquer pour expliquer la condensation insuffisante du mésenchyme odontogène et l’hypotrophie suivie de nécrose de la papille pulpaire in vitro 1
La nature mésectoblastique de ce matériel pulpaire peut en donner une certaine explication si l’on songe que les cellules dérivées du système nerveux embryonnaire, tout comme les cellules des crêtes neurales, se développent très difficilement in vitro dans les conditions où nous avons opéré. Il est cependant plus vraisemblable que l’involution in vitro du matériel pulpaire résulte des difficultés d’ordre trophique imposées à de très jeunes expiants notamment après élimination de la circulation sanguine. Le gradient de basophilie observé au contact des vaisseaux nourriciers semble bien témoigner de l’importance que revêt déjà à ce stade la nutrition sanguine in situ (Planche 1, Figs. A et B).
Quels que soient d’ailleurs la cause et le mécanisme de cette involution, ce qui importe est que l’élimination du mésectoblaste entraîne l’isolement de l’organe adamantin in vitro et l’échec de sa cytodifférenciation.
Il en va tout autrement des capacités de morphodifférenciation qui semblent bien appartenir en propre à l’ébauche adamantine et se révèlent donc plus précocement (du lOème au 12ème jour). Ces aptitudes se manifestent par la prise de forme spécifique de l’ébauche in vitro, même dans des cas où, pour les raisons précédemment exposées, la cytodifférenciation adamantine a échoué (Planche 2, Figs. J et K). A partir de 11 jours, on peut observer des replis adamantins normaux en dépit d’une nécrose totale de la papille (Planche 2, Fig. K).
Cette indépendance morphogénétique des deux parties de l’ébauche apparaît toutefois relative, surtout pour des expiants prélevés précocement. Dans ces cas, on voit bien se former des lèvres adamantines (Planche 2, Figs. H et I) mais, faute de pouvoir envelopper une masse suffisante de cellules pulpaires, elles ne parviennent pas à former une cupule véritable. Ceci est en accord avec l’hypothèse énoncée par Butler (1956), d’un rôle passif de la pulpe, l’organe adamantin dirigeant le processus morphogénétique qui conduit à la prise de forme de la dent.
Nous voudrions enfin tenter d’analyser la vitesse du développement des ébauches en culture, à l’aide des quelques observations qui ont permis de comparer la croissance et la maturation in vivo, et in vitro. Nos observations montrent que la vitesse relative du développement en culture s’accroît en fonction du stade de prélèvement. Ainsi, tandis que cette vitesse ne représente que 40 % de la normale pour les expiants prélevés à jours, elle oscille entre 60 et 66 % dans les expiants prélevés à 10| jours pour atteindre 70% lorsque la dissection intervient à 12 jours. Cette courbe ascendante pourrait traduire un accroissement momentané et localisé des facultés d’assimilation cellulaire, propriété susceptible de donner aux bourgeons dentaires une indépendance progressive vis à vis des conditions nutritives. En fait, cette conclusion rejoint celle que nous avons déjà formulée plus haut (cf. p. 402) après avoir analysé l’échec de la croissance pulpaire dans les expiants prélevés avant 12 jours. Elle correspond également aux conclusions d’une étude histochimique précédente (Pourtois, 1961) où nous avions indiqué que les réserves de glycogène à la disposition du germe dentaire sont utilisées au niveau de ses centres de croissance.
RÉSUMÉ
Des embryons de Souris et accessoirement de Rat, de
à 12 jours p.c. ont fourni le matériel de cette étude. Les régions destinées à former les bourgeons dentaires ont été l’objet d’une description histochimique et d’une étude expérimentale. L’étude histochimique concerne la répartition de l’ARN dans les zones dentaires présomptives ainsi que dans la crête neurale. Comme étude expérimentale, nous avons procédé à des cultures in vitro de ces mêmes régions.
L’observation de ces zones présomptives confirme que les deux feuillets qui les composent sont l’épiblaste stomodéal d’une part, la partie antéro-interne de la crête neurale du trijumeau d’autre part.
Ces feuillets présomptifs entrent en contact mutuel à
jours p.c. chez la Souris, mais il faut attendre le 12ème jour pour que l’ébauche isolée par microdissection, soit capable de se développer normalement in vitro.
Dans cet intervalle de temps, les germes dentaires acquièrent successivement leur capacité de morphodifférenciation puis de de cytodifférenciation.
La capacité morphogénétique est l’apanage de l’ébauche adamantine; elle peut se manifester à partir de
jours même si la différenciation cytologique suit une évolution anormale et si la pulpe subit une dégénérescence hypotrophique.
La capacité de différenciation cytologique n’est acquise par les bourgeons dentaires de la Souris qu’ à 12 jours. Avant ce stade, l’ébauche adamantine transplantée en culture évolue le plus souvent comme un épithélium muqueux ou comme un kyste dentigère, tandis que l’ébauche pulpaire tend à disparaîre ou à se nécroser.
Cette dégénérescence du matériel destiné à la pulpe peut s’expliquer par son appartenance mésectoblastique, ou plus vraisemblablement par une insuffisance de la fonction d’assimilation in vitro. Intervenant dans la plupart des expiants prélevés avant 12 jours, elle réalise en fait l’isolement de l’ébauche adamantine.
C’est donc lorsque la pulpe involue que la cytodifférenciation de l’organe adamantin échoue. On peut dès lors supposer que in situ, le matériel pulpaire détermine, par induction, la croissance et la maturation normales de l’organe adamantin.
SUMMARY
The fate of undifferentiated dental rudiments of rodents cultured in vitro
This study was based on mouse and, to a lesser extent, rat embryos from
to 12 days of age. The presumptive areas which normally form the dental buds were histochemically described and analysed experimentally. The histochemical study concerns RNA distribution patterns in the presumptive dental regions and in the neural crest. The experimental part involves in vitro culture of the same regions.
Observation of the presumptive areas confirms that they are formed by two layers: the stomodaeal epiblast, and the anterior and medial portion of the trigeminal neural crest.
The two layers are already in contact at
days, but it is not until the 12th day that the isolated primordium is able to develop normally in vitro.
During that interval of time, the dental germs acquire their capacity of morphodifferentiation, then of cytodifferentiation.
Morphogenetic capacity is shown by the primordium of the enamel organ and can express itself from
days on even if cytological differentiation is abnormal and if the pulp degenerates.
The capacity for cytological differentiation appears only at 12 days. Before that stage, an explanted ameloblastic primordium usually develops into a mucous epithelium or into a dentigerous cyst, whereas the pulp tends to disappear.
This degeneration of the pulp material can be explained either by its mesec-dromal origin, or by nutritional insufficiency in vitro. It occurs when the dental germs are explanted before the 12th day, and it leads to isolation of the ameloblastic rudiment.
Thus when the pulp degenerates, the cytodifferentiation of the enamel organ fails. It may consequently be supposed that in situ, the pulp material induces growth and maturation of the pre-ameloblasts.
REMERCIEMENTS
Pendant l’élaboration de ce travail, nous avons bénéficié des conseils de Monsieur le Professeur Jacques Mulnard. Nous lui adressons nos plus vifs remerciements.
TRAVAUX CITES
EXPLICATION DES PLANCHES
Fig. A. Embryon de Souris de jours, fixé au Serra, coloré au vert de méthyle-pyronine. Coupe transversale au niveau du Rhombocéphale (r) du ganglion de Gasser (g) et des bourgeons maxillaires (max), et mandibulaires (man). La figure montre la continuité du matériel mésectoblastique de l’ébauche gassérienne au mésenchyme odontogène (mo) d’une part et d’autre part, l’intense basophilie de ce dernier à proximité du premier arc aortique (a). (Gr. ×100.)
Fig. B. Embryon de Souris de jours, fixé au Serra, coloré au vert de méthyle-pyronine. Coupe transversale au niveau de la fente stomodéale. Bourgeon maxillaire en haut et à droite, bourgeon mandibulaire en bas et à gauche. Les lames dentaires commencent à apparaître (1), le mésenchyme odontogène (mo) s’est condensé et séparé du cartillage de Meckel (m). (G. ×100.)
Fig. C. Embryon de Souris de 11 jours, fixé au Serra, coloré au vert de méthyle-pyronine. Coupe transversale au niveau de la fente stomodéale. Bourgeon maxillaire en haut, bourgeon mandibulaire en bas. Epaississement des lames dentaires et formation des sillons stomodéaux. (Gr. × 100.)
Fig. D. Embryon de Souris de 12 jours, fixé au Serra, coloré au vert de méthyle-pyronine. Coupe transversale au niveau de la cavité buccale. La coupe passe au niveau de la première molaire inférieure, du précartillage de Meckel (m) et de l’ébauche de Masseter (ma). (Gr. × 100.)
Fig. E. Culture pendant 7 jours d’un bourgeon mandibulaire complet prélevé à jours chez un embryon de Souris. Formation d’un bourgeon dentaire simple (bd). Expérience en salière. Extrait embryonnaire de Poulet. Coloration: hémalun-éosine. (Gr. ×100).
Fig. F. Culture pendant 3 jours d’un expiant prélevé à jours chez un embryon de Souris. Formation d’un bourgeon incisif (bi) et d’un bourgeon molaire (bm). Condensation relativement faible du mésenchyme odontogène. Expérience en salière. Extrait embryonnaire de Souris. Coloration: hémalun-éosine. (Gr. ×100.) d’une lame dentaire du 13ème jour, a été constaté dans plusieurs cas (Planche 1, Fig. E), ce qui correspond à une vitesse de développement d’environ 40 % par rapport à la vitesse de croissance in vivo.
Fig. A. Embryon de Souris de jours, fixé au Serra, coloré au vert de méthyle-pyronine. Coupe transversale au niveau du Rhombocéphale (r) du ganglion de Gasser (g) et des bourgeons maxillaires (max), et mandibulaires (man). La figure montre la continuité du matériel mésectoblastique de l’ébauche gassérienne au mésenchyme odontogène (mo) d’une part et d’autre part, l’intense basophilie de ce dernier à proximité du premier arc aortique (a). (Gr. ×100.)
Fig. B. Embryon de Souris de jours, fixé au Serra, coloré au vert de méthyle-pyronine. Coupe transversale au niveau de la fente stomodéale. Bourgeon maxillaire en haut et à droite, bourgeon mandibulaire en bas et à gauche. Les lames dentaires commencent à apparaître (1), le mésenchyme odontogène (mo) s’est condensé et séparé du cartillage de Meckel (m). (G. ×100.)
Fig. C. Embryon de Souris de 11 jours, fixé au Serra, coloré au vert de méthyle-pyronine. Coupe transversale au niveau de la fente stomodéale. Bourgeon maxillaire en haut, bourgeon mandibulaire en bas. Epaississement des lames dentaires et formation des sillons stomodéaux. (Gr. × 100.)
Fig. D. Embryon de Souris de 12 jours, fixé au Serra, coloré au vert de méthyle-pyronine. Coupe transversale au niveau de la cavité buccale. La coupe passe au niveau de la première molaire inférieure, du précartillage de Meckel (m) et de l’ébauche de Masseter (ma). (Gr. × 100.)
Fig. E. Culture pendant 7 jours d’un bourgeon mandibulaire complet prélevé à jours chez un embryon de Souris. Formation d’un bourgeon dentaire simple (bd). Expérience en salière. Extrait embryonnaire de Poulet. Coloration: hémalun-éosine. (Gr. ×100).
Fig. F. Culture pendant 3 jours d’un expiant prélevé à jours chez un embryon de Souris. Formation d’un bourgeon incisif (bi) et d’un bourgeon molaire (bm). Condensation relativement faible du mésenchyme odontogène. Expérience en salière. Extrait embryonnaire de Souris. Coloration: hémalun-éosine. (Gr. ×100.) d’une lame dentaire du 13ème jour, a été constaté dans plusieurs cas (Planche 1, Fig. E), ce qui correspond à une vitesse de développement d’environ 40 % par rapport à la vitesse de croissance in vivo.
Fig. G. Culture pendant 5 jours d’un expiant prélevé à jours chez un embryon de Souris. Formation d’une cupule adamantine. Le noyau des cellules réticulaires est anormalement volumineux. La papille pulpaire est anormalement petite. Expérience en salière. Extrait embryonnaire de Souris. Coloration: hémalun-éosine. (Gr. × 300.)
Fig. H. Culture pendant 14 jours d’un expiant prélevé à jours chez un embryon de Souris. Formation d’un dérivé épiblastique fortement déformé par la croissance d’un nodule kératinique (n). Les lèvres adamantines (1) n’ont pas enveloppé le matériel pulpaire. Expérience en salière. Extrait embryonnaire de Souris. Coloration: hémalun-éosine. (Gr. × 100.)
Fig. I. Culture pendant 17 jours d’explant prélevé à jours chez un embryon de Souris. Formation d’un dérivé adamantoblastique fortement altéré. Bien qu’il existe, en bas et à gauche de la figure, des préadamantoblastes et une ébauche de papille pulpaire (p), la majeure partie de l’explant forme un kyste (k) et des cordons épithéliaux de type malpighien (c). Expérience en salière. Extrait embryonnaire de Souris. Coloration: hémalun-éosine. (Gr. × 100.)
Fig. J. Culture pendant 6 jours d’un expiant prélevé à 11 jours chez un embryon de Souris. Formation épithéliale rappelant la forme d’un bourgeon incisif jusque dans les crêtes et replis présents sur la face convexe. La différenciation histologique a néanmoins échoué et la papille pulpaire (p) s’est nécrosée. Expérience en salière. Extrait embryonnaire de Poulet. Coloration: hémalun-éosine. (Gr. ×100.)
Fig. K. Culture pendant 14 jours d’un expiant prélevé à 11 jours chez un embryon de Souris. Formation épithéliale ayant la forme d’un organe adamantin de molaire et la structure d’un épithélium malpighien. Expérience en roller-tube. Extrait embryonnaire de Rat. Coloration: hémalun-éosine. (Gr. × 100.)
Fig. L. Culture pendant 15 jours d’un expiant prélevé à 12 jours chez un embryon de Souris. Formation d’un bourgeon dentaire associé à une nodule kératinique (n). (a) adamanto-blastes. (p) pulpe, (r) reticulum stellaire. Expérience en salière. Extrait embryonnaire de Poulet. Coloration: hémalun-éosine. (Gr. ×100.)
Fig. G. Culture pendant 5 jours d’un expiant prélevé à jours chez un embryon de Souris. Formation d’une cupule adamantine. Le noyau des cellules réticulaires est anormalement volumineux. La papille pulpaire est anormalement petite. Expérience en salière. Extrait embryonnaire de Souris. Coloration: hémalun-éosine. (Gr. × 300.)
Fig. H. Culture pendant 14 jours d’un expiant prélevé à jours chez un embryon de Souris. Formation d’un dérivé épiblastique fortement déformé par la croissance d’un nodule kératinique (n). Les lèvres adamantines (1) n’ont pas enveloppé le matériel pulpaire. Expérience en salière. Extrait embryonnaire de Souris. Coloration: hémalun-éosine. (Gr. × 100.)
Fig. I. Culture pendant 17 jours d’explant prélevé à jours chez un embryon de Souris. Formation d’un dérivé adamantoblastique fortement altéré. Bien qu’il existe, en bas et à gauche de la figure, des préadamantoblastes et une ébauche de papille pulpaire (p), la majeure partie de l’explant forme un kyste (k) et des cordons épithéliaux de type malpighien (c). Expérience en salière. Extrait embryonnaire de Souris. Coloration: hémalun-éosine. (Gr. × 100.)
Fig. J. Culture pendant 6 jours d’un expiant prélevé à 11 jours chez un embryon de Souris. Formation épithéliale rappelant la forme d’un bourgeon incisif jusque dans les crêtes et replis présents sur la face convexe. La différenciation histologique a néanmoins échoué et la papille pulpaire (p) s’est nécrosée. Expérience en salière. Extrait embryonnaire de Poulet. Coloration: hémalun-éosine. (Gr. ×100.)
Fig. K. Culture pendant 14 jours d’un expiant prélevé à 11 jours chez un embryon de Souris. Formation épithéliale ayant la forme d’un organe adamantin de molaire et la structure d’un épithélium malpighien. Expérience en roller-tube. Extrait embryonnaire de Rat. Coloration: hémalun-éosine. (Gr. × 100.)
Fig. L. Culture pendant 15 jours d’un expiant prélevé à 12 jours chez un embryon de Souris. Formation d’un bourgeon dentaire associé à une nodule kératinique (n). (a) adamanto-blastes. (p) pulpe, (r) reticulum stellaire. Expérience en salière. Extrait embryonnaire de Poulet. Coloration: hémalun-éosine. (Gr. ×100.)