Influence inductrice de l’encéphale embryonnaire sur le développement du crâne chez le poulet: II. Influence de l’excision de la chorde et des territoires encéphaliques moyen et postérieur sur le développement crânien

L’importance des résultats que nous avons obtenus par l’excision des territoires encéphaliques embryonnaires antérieurs (Schowing, 1968) nous permet d’évaluer le rôle prépondérant qu’ils jouent dans l’organogenèse de la tête.

Les rôles respectifs du mésencéphale et du rhombencéphale dans les courbures de la tête sont connus depuis les travaux de Waddington (1937). Le territoire mésencéphalique est le plus petit de tous les territoires de l’encéphale embryonnaire âgé de moins de 40 h. A partir de ce stade, il croît brusquement et augmente plus de volume que les autres parties encéphaliques. Dans le même temps, le rhombencéphale croît en longueur, et principalement du côté dorsal. Cela détermine l’apparition de la flexion aiguë, qui semble en corrélation avec l’évolution du mésencéphale d’une part, et la croissance de la partie dorsale du rhombencéphale d’autre part (Huber, 1957).

Indépendamment de ce rôle purement mécanique, le mésencéphale et le rhombencéphale ont-ils une influence sur la différenciation du squelette crânien? Les résultats apportés par nos premières expériences (1959, 1968) semblent répondre affirmativement à cette question. Par ailleurs, Waddington (1937) avait mis en évidence le rôle du rhombencéphale dans l’induction de l’oreille chez l’embryon de Poulet, travail repris et complété par Benoît (1960).

La chorde joue-t-elle un rôle dans l’édification du crâne? Les travaux de Strudel (1955) montrent qu’en l’absence de chorde, les corps vertébraux ne se différencient pas. Ils sont remplacés par des formations ventrales anormales et insegmentées, induites à partir du tube nerveux, à condition toutefois que celui-ci soit intact. Si la chorde existe, mais placée à un endroit qui n’est pas le sien, par exemple, plus ventralement, elle s’entoure d’un manchon cartilagineux, ce qui semble confirmer son action morphogène.

Cette idée est soutenue par les expériences où Benoît (1956) greffe un fragment de chorde à la place de l’ébauche otique de l’embryon de Poulet, ce qui détermine l’apparition dans le mésenchyme de cette région d’un cartilage en contact intime avec le greffon. Donc, la chorde est capable d’induire du cartilage. Cette induction se fait au contact de la chorde, et ne s’exerce que sur un mésenchyme capable de répondre par la différenciation de cartilage.

Des travaux du même ordre ont été consacrés à l’étude de la spécificité d’induction du cartilage vertébral chez les embryons de Poulet et de Souris (Grobstein & Holtzer, 1955; Lash, Holtzer & Holtzer, 1957). Ils aboutissent à des conclusions voisines de celles de Strudel (1955), à savoir que la moelle et la chorde sont les inducteurs spécifiques du cartilage vertébral.

Certains territoires de l’encéphale ont un pouvoir inducteur analogue à celui du tube médullaire. Parallèlement, l’action inductrice de la chorde céphalique est-elle analogue à celle de la chorde vertébrale ? Nous avons tenté de répondre à cette question en procédant à des excisions de chorde seule. D’autre part, il nous a paru nécessaire de dissocier les rôles respectifs du mésencéphale et du rhomben-céphale, et nous avons pratiqué des excisions séparées de l’un et de l’autre.

Nous avons excisé la chorde d’embryons de Poulet âgés de 48 h environ. Les embryons ont de 10 à 20 paires de somites. Reprenant la technique, déjà exposée, de l’excision d’un territoire encéphalique moyen, nous pratiquons une incision longitudinale entre le tube nerveux et le mésenchyme céphalique, puis, à l’aide d’un microscalpel, nous séparons la chorde du tube nerveux à partir de son extrémité craniale, et jusqu’à la hauteur de la seconde paire de somites, avant de l’extirper à la pince. Au stade où nous opérons, la chorde apparaît comme un fin cordon blanc nacré assez consistant pour ne pas se casser. Une fois la chorde excisée, l’incision se referme d’elle-même et la cicatrisation intervient rapidement.

Pour exciser les territoires encéphaliques moyen ou postérieur, nous pratiquons une incision longitudinale entre le tronçon nerveux à exciser et le mésenchyme céphalique droit (Fig. 1,a). Nous sectionnons le tube nerveux en avant et en arrière de ce même tronçon, et nous le déroulons vers la gauche, en détachant progressivement le mésenchyme céphalique et l’ectoderme (Fig. 1,b). Après cette opération, il reste d’une part l’embryon dont la tête a été débarrassée d’un tronçon d’encéphale, et d’autre part le territoire excisé (Fig. 1 c).

Après opération, nous remettons les embryons en incubation jusqu’au 14ème jour de leur développement, puis nous les extrayons de l’œuf et les fixons à l’alcool à 70°. Nous les colorons in toto à l’alizarine sulfonée, suivant une technique mise au point par Hollister (1934), afin de mettre en évidence le squelette osseux. Les embryons sont ensuite éclaircis à la potasse-glycérine avant d’être définitivement montés dans la glycérine pure.

Nous avons réalisé 19 expériences qui nous ont fourni 19 embryons tous identiques, et dont l’aspect ne diffère pas de celui des embryons témoins. Seule la technique d’éclaircissement à la potasse-glycérine peut mettre en évidence les anomalies survenues à la suite de l’excision de la chorde.

Si le parasphénoïde ne souffre en rien de l’opération, le basisphénoïde, lui, est réduit, en particulier dans sa partie postérieure. Cette réduction peut être plus ou moins importante suivant les cas, et la comparaison du plancher crânien d’un embryon opéré avec celui d’un embryon normal permet d’en évaluer le degré (Fig. 2 a, b).

Dans tous les cas, le basioccipital subit une réduction d’environ la moitié de sa longueur, ce qui détermine une solution de continuité entre les deux composants principaux du plancher (Fig. 2 b).

Aucun autre os n’est affecté par cette intervention. La basisphénoïde et le basioccipital sont les seuls à être influencés par l’absence de chorde. Le rôle de celle-ci semble donc être de présider à la différenciation du plancher crânien postérieur, dont elle forme l’axe primordial.

Les embryons que nous avons opérés avaient tous de 10 à 15 paires de somites. Nous avons pu constater que la cicatrisation était très rapide, tant en ce qui concerne les deux sections nerveuses que l’épiderme dorsal.

Les embryons prélevés après 14 jours d’incubation ne diffèrent pas, du moins extérieurement, des embryons normaux. Parfois, nous avons remarqué une très légère constriction au sommet de la tête, correspondant au niveau de l’intervention.

Le squelette crânien subit peu de modifications. Vingt-sept embryons ont été colorés et éclaircis pour examen du squelette osseux, 12 d’entre eux possèdent une voûte crânienne normale. Les 15 autres présentent une altération des os frontaux, dont le bord postérieur est épaissi (Fig. 3). Les pariétaux, qui leur sont jointifs, présentent un épaississement identique de leur bord antérieur. Tout se passe comme s’il y avait eu une compression assez forte pour télescoper les deux franges osseuses frontale et pariétale.

Il semble que les altérations de la voûte crânienne procèdent d’un effet mécanique, l’influence du mésencéphale sur la différenciation du crâne est donc plus faible que celle du prosencéphale.

L’aspect extérieur de ces embryons est caractéristique (Planche 1, fig. B). Le bec supérieur est toujours plus court que chez les embryons témoins, et la partie postérieure de la tête présente une dépression correspondant au territoire excisé.

Le squelette du bec supérieur est cependant normal. Il est en continuité avec les frontaux qui semblent légèrement tirés vers l’arrière. Les pariétaux sont réduits dans tous les cas étudiés (Fig. 4).

Les autres os du crâne ne subissent pour ainsi dire pas de modifications, sauf les vésicules auditives qui sont voisines l’une de l’autre et peuvent même se fusionner dans les cas extrêmes. Ce processus, bien connu depuis les travaux de Wolff (1936), a été étudié en détail par Benoît (1960).

La plaque basilaire est plus étroite que chez les embryons normaux. Si la chorde est excisée concurremment avec le rhombencéphale, la plaque basilaire fait défaut en regard des territoires excisés. Ceci avait été noté par Benoît. Aucun phénomène particulier n’affecte le complexe occipital qui, par jeu mécanique, épouse la forme de l’extrémité antérieure de la moelle après sa cicatrisation.

L’excision du rhombencéphale n’a d’incidence que sur la différenciation des pariétaux qui sont réduits, tandis que les autres os de la voûte crânienne sont intacts. Le plancher crânien subit peu de modifications, sauf si la chorde est excisée avec le rhombencéphale. Dans ce cas, la plaque basilaire disparaît en regard des territoires excisés. ‘

Les 26 embryons qui ont survécu à cette intervention présentent, comme ceux qui ont subi l’ablation du rhombencéphale seul, un raccourcissement très net du bec supérieur, ainsi qu’un sillon transversal très accusé dans la partie postérieure de la tête.

L’examen du squelette montre que les frontaux existent toujours, mais ils sont parfois amputés de leur partie postérieure (Fig. 5). Nous avons déjà rencontré une anomalie semblable dans les expériences d’excision du mésencéphale seul.

Les pariétaux disparaissent dans 22 cas, alors qu’ils sont seulement réduits dans les 4 autres. Nous avons pu remarquer que ces 4 embryons avaient été mal Opérés. En effet, l’excision n’avait pas été poussée assez loin caudalement, et un fragment de rhombencéphale postérieur est demeuré en place. Il est possible qu’il ait agi suffisamment pour faire apparaître des rudiments de pariétaux.

Les squamosaux sont également réduits dans tous les cas, mais ils ne disparaissent jamais. Les autres os dermiques du crâne ne présentent aucun dommage.

La plaque basilaire est réduite par cette intervention, exactement comme dans le cas de l’excision du rhombencéphale seul. Elle disparaît si la chorde est excisée en même temps que le tissu nerveux.

Le complexe occipital ne subit aucun dommage.

Les 29 embryons opérés sont remarquables par la gracilité de leur cou (Planche 1, fig. C), supportant une tête de taille normale, mais dont le bec supérieur est raccourci. On voit immédiatement qu’une partie importante de l’encéphale doit manquer.

Ce type d’excision entraîne généralement la réduction des os pariétaux. Ceux-ci ont disparu dans 5 cas, et l’on peut rapprocher ces exceptions de celles que nous avons rencontrées dans les expériences d’excision du mésencéphale et du rhombencéphale. Ceci confirme donc l’influence du rhombencéphale sur les os pariétaux.

Les os frontaux sont intacts, les squamosaux sont réduits comme dans les expériences précédentes.

Nous remarquons la réduction de la plaque basilaire, à laquelle s’ajoute celle du basioccipital. Cet os disparaît complètement si l’on excise la chorde avec le tissu nerveux. Les autres composants du complexe occipital disparaissent toujours.

Ces résultats confirment l’action de la chorde et du tube nerveux sur les os occipitaux.

Tous les résultats sont réunis dans le Table 1.

Nous constatons que la voûte crânienne est la plus affectée par l’excision des différents territoires encéphaliques. Certains résultats sont identiques à ceux que nous avons obtenus dans les premières expériences microchirurgicales (Schowing, 1967). Les os frontaux sont peu influencés par l’excision du mésencéphale. Celui-ci participe à l’édification des pariétaux. Ces os sont réduits par l’excision du rhombencéphale seul, ils disparaissent si l’on excise à la fois le mésencéphale et le rhombencéphale. L’action du rhombencéphale sur la différenciation des pariétaux est à mettre en parallèle avec celle du prosencéphale sur les frontaux, le mésencéphale jouant un double rôle. L’action des trois parties encéphaliques peut donc être schématisée, comme l’indique la Fig. 6.

Les os d’origine enchondrale sont également intéressés par nos expériences d’ablation.

Basisphénoïde et basioccipital dérivent tous deux d’un premier ensemble cartilagineux, la plaque basilaire. Celle-ci trouve elle-même son origine dans les éléments cartilagineux précoces qui entourent la chorde. Le premier qui apparaît est le cartilage acrochordal qui se développe sous forme de barre transversale en avant de la chorde (van Wijhe, 1922; Jager, 1926; Lillie, 1952). L’apparition de ce cartilage est suivie de celle des cartilages parachordaux et des trabécules. Les premiers se développent de chaque côté de la chorde et à son contact, ils sont situés sous l’ensemble constitué par le mésencéphale et le rhombencéphale. Les trabécules sont en position préchordale et situés sous le diencéphale.

On peut penser que la détermination de la plaque basilaire se faisant de l’avant vers l’arrière, sa partie antérieure recevrait de la part de la chorde une induction suffisamment précoce pour être enregistrée avant son excision, ce qui expliquerait la présence de la partie post-hypophysaire du basisphénoïde, alors que sa partie postérieure n’existe pas. Une opération réalisée très tôt entraînera la détermination du cartilage acrochordal seul, et la plaque basilaire sera réduite à sa partie antérieure. Une opération réalisée plus tardivement aura laissé à la chorde le temps d’induire le mésenchyme qui l’entoure à former le cartilage parachordal, et la plaque basilaire sera ainsi plus étendue.

Un processus identique se produit au niveau du basioccipital. L’excision de la chorde entraîne sa réduction. Ce résultat est à mettre en parallèle avec ceux de Strudel (1955), qui a montré que l’excision de la chorde vertébrale entraîne la disparition des corps vertébraux. La chorde serait donc l’agent inducteur du basioccipital. Pourquoi celui-ci ne disparaît-il pas totalement? Sans doute parce qu’il est influencé par le tube nerveux qui demeure en place. Strudel avait observé à partir du tube nerveux seul la formation de certains éléments vertébraux ventraux. De la même manière, l’encéphale postérieur est capable d’induire la formation d’un basioccipital réduit, l’action harmonieuse de l’encéphale et de la chorde étant nécessaire pour obtenir un basioccipital parfait. La chorde céphalique peut donc être considérée comme inductrice du basis-phénoïde et du basioccipital, son action à ce niveau de la tête est analogue à celle qu’elle exerce dans la région thoracique.

Nous avons pratiqué des excisions de la chorde et des territoires encéphaliques moyen et postérieur sur des embryons de Poulet âgés de 48 h.

1. L’excision de la chorde seule entraîne la réduction de la plaque basilaire et du basioccipital. Les autres os de la tête ne sont pas affectés par cette intervention.

2. L’excision du mésencéphale seul modifie peu le squelette crânien. Son action sur la différenciation crânienne est plus faible que celle des autres éléments encéphaliques.

3. La suppression du rhombencéphale seul a pour conséquence la réduction des os pariétaux, qui disparaissent si l’on excise simultanément le mésencéphale et le rhombencéphale. Dans les deux cas, la plaque basilaire est réduite, elle fait totalement défaut si l’on excise la chorde avec les tissus encéphaliques.

4. Si l’on excise le rhombencéphale et le tube médullaire antérieur, les pariétaux sont réduits, et les constituants latéraux et dorsaux du complexe occipital disparaissent. Le basioccipital et la plaque basilaire se différencient, mais restent petits.

5. Ces expériences confirment que la voûte crânienne dépend de l’encéphale et mettent en évidence le rôle de la chorde dans le développement du plancher crânien d’origine cartilagineuse.