Le canal de Wolff induit la formation de l’ostium müllérien: démonstration expérimentale chez l’embryon de Poulet

Alors que les premières étapes de la formation du canal de Müllier de l’embryon de Poulet ont été déjà largement étudiées du point de vue descriptif (Bornhaupt, 1867; Waldeyer, 1870; Gasser, 1874; Balfour & Sedgwick, 1879; Gruenwald, 1941 ; Kar, 1947; Abdel-Malek, 1950; Forsberg & Olivecrona, 1963), l’analyse des relations entre cet organe et le canal de Wolff n’a fait l’objet que de travaux expérimentaux peu nombreux. En 1937, Gruenwald, détruisant au moyen de marques électrolytiques l’extrémité distale du canal de Wolff, constate que toute interruption de ce dernier s’accompagne du blocage du canal de Muller au même niveau et en conclut que le canal de Wolff sert de ‘rail conducteur’ à l’ébauche mùllérienne en croissance. Les travaux ultérieurs (Bishop-Calame, 1966; Didier, 1968a, b) confirment ces résultats et permettent en outre de montrer (Didier, 1968 b) que le canal de Wolff induit la formation de la plaque mùllérienne, bande d’épithélium cœlomique épaissi dont la différenciation précède l’apparition du canal de Müller proprement dit et dont l’extrémité crâniale invaginée est à l’origine du pavillon mùllérien, Vostium tubae abdominalis; ainsi que le soulignent Raynaud, Pieau & Raynaud (1970), j’emploie ici le terme de ‘plaque mùllérienne’ au sens large, pour désigner non seulement l’épithélium péritonéal épaissi de la région du futur ostium, mais aussi celui qui se différencie dans le sens crânio-caudal le long du trajet du canal de Wolff jusque dans la région cloacale, ces deux plages épithéliales étant en continuité et ne présentant aucune différence du point de vue cytologique.

Dans cette perspective, il fallait donc s’interroger sur le déterminisme de la formation de V ostium: la différenciation ostiale est-elle un phénomène autonome, indépendant de l’uretère primaire?; ou bien l’ostium se forme-t-il sous l’effet d’une influence inductrice émanant du canal de Wolff? C’est afin de tenter de répondre à ces questions qu’a été entrepris le présent travail expérimental dont les résultats préliminaires ont fait l’objet d’une note préalable (Didier, 1970).

Le principe de l’expérience consiste à bloquer la progression du canal de Wolff (voir Matériel et Méthodes) en avant du territoire de l’ostium mùllérien. La localisation de la zone présomptive ostiale au niveau des somites 16 à 19 est en effet connue depuis les observations histologiques d’Abdel-Malek (1950), et sa mise en évidence par destruction élective chez l’embryon de 2,5 jours d’incubation par les rayons X (Didier, 1968a) ou par expérience de microchirurgie (Didier, 1969). Il s’agit donc d’inhiber la pénétration du blastème de l’uretère primaire en avant de la 16ème paire de somites et de vérifier si l’agénésie wolffienne et mésonéphrétique ainsi obtenue s’accompagne invariablement de l’agénésie de V ostium mùllérien.

Dans ce but, 330 embryons de Poulet de race Hubbard ou provenant du croisement entre Hubbard et Hybride Rhode Island ♂×Wyandotte blanche ♀, ont été opérés unilatéralement aux stades 8 à 13 de la table de développement de Hamburger & Hamilton (1951). Le blocage du canal de Wolff est assuré par un petit rectangle de membrane coquillière d’œuf de Poule non incubé, introduit le long de la bande somitique droite ou gauche, le côté opposé servant de côté témoin (technique de Bishop-Calame, 1966). Les embryons opérés sont sacrifiés entre le 6ème et le 15ème jour de l’incubation et étudiés du point de vue macroscopique et histologique.

Sur les 116 embryons survivants étudiés, 56 sont normaux (opération non réussie), 60 présentent d’importantes anomalies du système uro-génital réparties en cinq groupes principaux dans le Tableau 1.

Chez 37 embryons opérés entre la 12ème et la 19ème paires de somites, l’intervention a été réalisée à une distance variable (évaluée en nombre de somites présomptifs) de la dernière paire de somites différenciés et se manifeste par un blocage plus ou moins efficace du canal de Wolff au niveau de l’obstacle (Tableau 2; Fig. 1 A, B).

Ces résultats sont tout à fait comparables à ceux obtenus par Bishop-Calame (1966) ; cet auteur a en effet démontré la nécessité d’opérer à une distance d’au moins trois somites en arrière du dernier somite différencié pour stopper convenablement le canal de Wolff. Si l’on opère à une distance inférieure à trois somites, l’obstacle sectionne le canal de Wolff dont la languette terminale progresse en direction du cloaque, induisant sur son passage la différenciation du blastème mésonéphrogène (Fig. 1 B). Signalons toutefois que les éléments mésonéphrétiques ainsi différenciés en arrière de l’obstacle sont fréquemment très discrets, non visibles macroscopiquement (Fig. 1 A) et n’ont pu être identifiés que sur les coupes histologiques où ils se présentent sous la forme d’îlots de trois ou quatre tubules.

Chez les 37 embryons de la série A, Vostium mùllérien a été identifié dans tous les cas le long du secteur du canal de Wolff formé. Très rudimentaire chez les embryons opérés au niveau de la 13ème paire de somites, cet ostium se prolonge, dans les autres cas, par un court canal de Müller de longueur variable bloqué dans sa croissance crânio-caudale soit par l’obstacle, soit par les déficiences de l’appareil mésonéphrétique.

Les images de la Figure 2 illustrent la disposition relative des canaux de Wolff et de Müller en avant de l’obstacle et montrent l’agénésie wolffienne, mésonéphrétique et müllérienne en arrière du fragment de membrane coquillière chez un embryon opéré au niveau du 14ème somite droit et sacrifié la 7ème jour de l’incubation.

Ainsi que je l’avais signalé précédemment (Didier, 1969) les formations urinaires et müllériennes antérieures à l’obstacle se trouvent généralement en position beaucoup plus crâniale du côté opéré que du côté témoin (Fig. IA). Cette disposition est probablement due au pincement des feuillets embryonnaires par l’obstacle qui empêche le glissement en direction caudale de l’ensemble du tractus uro-génital, et est vraisemblablement accentuée par l’absence de raccordement des voies uro-génitales au cloaque et l’agénésie des ligaments musculaires qui maintiennent normalement en place les canaux de Wolff et Müller.

Pour l’ensemble des embryons de cette série, la longueur moyenne du secteur müllérien formé a été évaluée par dénombrement des coupes transversales entre le niveau de l’ouverture ostiale et l’extrémité distale aveugle du canal de Müller (Tableau 3).

Les chiffres montrent qu’en général, l’importance du secteur müllérien formé est d’autant plus grande que l’opération est réalisée à un niveau plus postérieur. Très fréquemment, le tronçon du canal de Müller formé est le siège d’une importante prolifération épithéliale et de nombreux foyers de pycnose (Fig. 2 E), ce qui a été déjà signalé précédemment (Didier, 1968 a, b, 1969).

Dans quelques cas (chez quatre embryons opérés au niveau des somites 15 à 16) le canal de Wolff sectionné par le fragment de membrane coquillière se compose de deux régions, l’une crâniale et l’autre caudale par rapport à l’obstacle. Le long de ces deux portions du canal de Wolff, on remarque la présence de deux formations ostiales: la plus antérieure est une lame d’épithélium ostial épaissi repliée en une gouttière peu profonde ; la plus postérieure est constituée par un ostium bien caractérisé prolongé par un court canal de Müller aveugle à son extrémité distale (Fig. 4A, B).

Les résultats des séries A et B montrent que l’intervention réalisée entre les somites 13 à 19 respecte l’intégrité du canal de Wolff dans un secteur plus ou moins étendu de la zone présomptive ostiale, et que dans ces conditions, Vostium prolongé par un court canal de Müller se forme toujours à côté du canal de Wolff intact.

Alors que chez l’embryon de 2,5 à 3 jours (stades 14 à 16 de la table de développement de Hamburger et Hamilton, 1951), la zone présomptive de Vostium paraît restreinte à la région comprise entre les somites 16 à 19, ainsi que l’indiquent les expériences de destruction élective réalisées précédemment (Didier, 1968a, 1969), cette zone paraît relativement plus étendue chez les embryons de 1 à 1,5 jour (stades 8 à 13 de Hamburger & Hamilton) et située entre les somites 13 à 19. Dans ces conditions, la destruction ou l’agénésie partielles de cette vaste zone présomptive n’empêchent pas, dans certaines limites, la formation d’un ostium à partir de la partie intacte (série A); sa section en deux régions à peu près équivalentes (série B) entraîne la formation de deux ostia, chaque moitié paraissant capable d’évoluer pour son propre compte. Il convient de rapprocher ces faits des observations histologiques de Gasser (1874), de Balfour & Sedgwick (1879) et de Abdel-Malek (1950) chez le Poulet, et de Raynaud (1962) chez l’Orvet: ces auteurs ont en effet remarqué qu’au moment de la formation de l’ostium, l’épithélium cœlomique épaissi de la plaque mùllérienne se déprime en plusieurs sillons successifs (3 à 5 chez l’embryon de Poulet) dont un seul persiste pour former l’ostium définitif. La zone présomptive ostiale apparaît alors comme un champ morphogénétique relativement étendu qui ne forme normalement qu’une seule ouverture abdominale du canal de Müller. Cette zone est cependant totipotentielle et l’on conçoit alors qu’elle soit susceptible de fournir plusieurs ostia à la suite de certaines interventions expérimentales, notamment sous l’action des hormones œstrogènes (Raynaud, 1964; Dufaure, 1965) ou dans divers états pathologiques spontanés (Félix, 1912; Wichmann, 1914; Peters, 1928; Robaczynski & Ziolkowski, 1963).

En conclusion, les résultats obtenus montrent que la zone présomptive de l’ostium mùllérien est localisée chez l’embryon de Poulet de 1,5 jour entre les somites 13 et 19. Lorsque le blocage expérimental du canal de Wolff se produit dans cette région, l’ostium et un court canal de Müller se forment toujours le long du segment intact du canal de Wolff.

Afin de compléter ces résultats, il fallait tenter de stopper le canal de Wolff en avant de la 13ème paire de somites (limite crâniale de la zone présomptive ostiale) et d’examiner les conséquences de ce blocage sur la formation de l’ostium mùllérien. Le compte rendu de ce 2ème groupe d’expériences fait l’objet du chapitre suivant.

Chez onze embryons (voir Tableau 1) sacrifiés entre le 6ème et le 15ème jour de l’incubation, l’intervention a eu pour effet un blocage très crânial du canal de Wolff; aucune formation wolffienne ou mésonéphrétique n’est visible en arrière de la zone de blocage, à la différence de certains embryons de la série A (Tableau 2). Aucune formation ostiale n’a pu être identifiée (Figs. 1 C, D; 4D).

L’examen du Tableau 1 montre qu’il convient de considérer deux groupes parmi les embryons de la série C:

L’agénésie wolffienne et mùllérienne a été obtenue chez deux embryons opérés au niveau de la 16ème paire de somites et chez un troisième opéré au niveau du somite 19, soit dans une région comportant une large partie de la zone présomptive ostiale. Pourtant la dissection révèle un blocage très crânial du canal de Wolff et l’absence complète d’ostium du côté opéré, à la différence des embryons des séries A et B. Deux explications peuvent être proposées pour comprendre cette disposition : ou bien l’obstacle s’est déplacé en direction crâniale et l’agénésie ostiale est bien la conséquence de l’agénésie wolffienne; ou bien l’opération a lésé une partie suffisamment importante de la zone présomptive ostiale et l’agénésie ostiale est alors directe, et non plus due à la suppression de l’influence inductrice provenant du canal de Wolff.

Une très forte mortalité (90 %) frappe les embryons opérés à ces stades (stades 8 à 10 de Hamburger & Hamilton). Les survivants montrent sans ambiguité que le blocage du canal de Wolff en avant du somite 13 s’accompagne dans tous les cas d’une agénésie ostiale et mùllérienne absolue (Fig. 1C, D). Par exemple l’embryon 1164 possède 8 paires de somites au moment de l’opération; l’obstacle est introduit au niveau du llème somite présomptif droit; l’embryon est sacrifié le 6ème jour. L’étude des coupes sériées montre que du côté témoin le canal de Müller s’est édifié depuis Vostium jusqu’à l’extrémité crâniale des crêtes génitales. L’obstacle est retrouvé à droite dans le mésentère dorsal, en position un peu plus crâniale que celle de Vostium gauche témoin. A droite on remarque l’absence de toute formation mésonéphrétique ; l’épithélium cœlomique est plat, la plaque mùllérienne ne s’est pas différenciée, Vostium fait complètement défaut (Fig. 4C, D).

Des déficiences analogues du rein et de l’oviducte ont été également observées à des stades ultérieurs du développement (9 jours et 15 jours d’incubation). Ainsi l’embryon 1195, opéré à gauche a survécu jusqu’au 15ème jour malgré l’absence unilatérale de rein ; l’agénésie mùllérienne est absolue chez cet embryon ; seul fait saillie dans la cavité générale du côté gauche, un gros ovaire surmonté de la masse rougeâtre de la rate (Fig. 1 D).

Les résultats de la série C concordent avec ceux des séries A et B et montrent que la différenciation de Vostium müllérien n’est pas un phénomène autonome mais qu’elle requiert la présence du canal de Wolff au contact de la zone présomptive ostiale (Fig. 3). Ces résultats confirment également la localisation de la limite antérieure de la zone présomptive ostiale au niveau de la 13ème paire de somites chez l’embryon de Poulet de 1 à 1,5 jour.

Un petit nombre d’embryons ne rentrant pas dans les catégories définies ci-dessus a été obtenu à la suite des expériences de blocage unilatéral du canal de Wolff (Tableau 1).

Chez deux embryons opérés au niveau du somite 15, l’un à droite et l’autre à gauche, une plage d’épithélium cœlomique épaissi faisant penser au prolongement crânial de Vostium müllérien dans un cas, un ostium bien caractérisé prolongé par un court canal de Müller dans l’autre cas, ont été identifiés en avant de l’obstacle. Pourtant à ce niveau n’ont été observés ni canal de Wolff, ni éléments mésonéphrétiques. Le déterminisme de la formation de Vostium reste très énigmatique dans ce cas particulier.

Chez six embryons opérés entre les somites 13 à 19, bien que se soient édifiés le canal de Wolff et des éléments mésonéphrétiques d’importance variable (petits îlots épars ou mésonéphros presque complet avec canal de Wolff s’abouchant au cloaque) Vostium fait complètement défaut et l’agénésie müllérienne est absolue. Ainsi l’embryon 1037 sacrifié le 6ème jour montre qu’immédiatement en avant de l’obstacle, une adhérence entre le membre et le mésentère dorsal oblitère complètement le cœlome du côté opéré et de ce fait inhibe la différenciation de la plaque müllérienne précisément dans la région ostiale. Les déficiences observées chez les embryons de la série E peuvent être probablement imputées à la lésion de la zone présomptive ostiale et rapellent les résultats obtenus précédemment (Didier, 1969).

L’examen global des résultats obtenus montre que la différenciation de Vostium müllérien s’effectue toujours si l’intégrité du canal de Wolff est respectée dans le secteur présomptif ostial. Par ailleurs, l’agénésie unilatérale du canal de Wolff dans ce secteur entraîne toujours l’agénésie ultérieure du pavillon et du canal de Müller situés du même côté.

Le rôle inducteur du canal de Wolff dans la formation de Vostium müllérien paraît donc très vraisemblable; en effet, chez les embryons de la série C opérés en avant de la 13ème paire de somites, l’agénésie ostiale ne peut être imputée à la déficience de la zone présomptive ostiale qui, située en arrière de l’obstacle, n’est pas perturbée ni même modifiée dans sa vascularisation par l’opération. 11 est plus vraisemblable que l’agénésie ostiale consécutive à l’agénésie wolffienne doit être mise en relation avec l’absence de différenciation de la plaque mül-lérienne au niveau de la zone présomptive ostiale. J’ai en effet constaté antérieurement (Didier, 1968 b) que la plaque müllérienne ne se forme jamais en l’absence du canal de Wolff et du mésonéphros; les coupes transversales des embryons opérés représentés (Figs. 2 B, 4C) montrent également l’agénésie de la plaque müllérienne en arrière de la zone de blocage du canal de Wolff; dans ces cas, du côté opéré, le blastème mésonéphrétique ne se différencie pas en tubules rénaux et l’épithélium cœlomique qui le recouvre reste de type pavimenteux.

Le canal de Wolff est donc responsable de la formation de Vostium müllérien par induction préalable de la différenciation de la plaque müllérienne aux dépens de l’épithélium cœlomique de la zone présomptive ostiale. Il serait intéressant d’obtenir une confirmation supplémentaire de ce rôle inducteur en greffant un très jeune canal de Wolff sous l’épithélium cœlomique d’embryons opérés et de vérifier si, dans ces conditions, l’épithélium cœlomique réagit à la présence du canal de Wolff greffé et acquiert les caractères cytologiques de la plaque müllérienne; les possibilités techniques d’une telle opération sont malheureusement très limitées du fait de la taille extrêmement réduite du greffon qui devrait en outre être absolument débarassé de l’épithélium péritonéal qui le recouvre normalement.

Les études descriptives et les résultats expérimentaux montrent que l’on doit considérer deux étapes distinctes dans la morphogenèse de l’oviducte chez l’embryon d’Oiseau: d’une part, la formation de Vostium müllérien et d’autre part la progression en direction du cloaque de la jeune ébauche müllérienne.

En ce qui concerne la croissance crânio-caudale du canal de Müller, il est actuellement bien établi qu’elle s’effectue par la progression autonome de son extrémité terminale entre le canal de Wolff et la plaque müllérienne (Gruenwald, 1937 ; Didier, 1968 b); sur une distance relativement longue, le canal de Wolff peut donc être considéré comme le ‘guide conducteur’ du canal de Müller (Gruen-wald, 1941).

Quant à la formation de Vostium müllérien, elle n’a été jusqu’alors étudiée chez les Oiseaux que d’un point de vue descriptif. De leurs observations histologiques, Balfour & Sedgwick (1879) déduisaient que Vostium emprunte pour se constituer l’épithélium de certains tubules pronéphrétiques, comme c’est le cas chez les Sélaciens (Semper, 1875; Thiebold, 1964). Cette théorie est actuellement abandonnée et l’on s’accorde à penser que Vostium chez les Oiseaux est de nature purement cœlomique et qu’il provient exclusivement de la différenciation de la portion crâniale de la plaque müllérienne.

En ce qui concerne le déterminisme de la formation de l’ostium les expériences rapportées ici montrent qu’elle est placée sous la dépendance stricte du canal de Wolff: c’est en effet la pénétration du canal de Wolff au contact du territoire présomptif de Vostium, autrement dit dans la région des somites 13 à 19, qui détermine la différenciation de la plaque müllérienne et le mouvement d’invagination ostial. En l’absence du canal de Wolff, ce territoire est incapable de se différencier, ce qui entraîne l’agénésie de Vostium et par conséquent celle du canal de Müller tout entier.

Pourtant, si la présence du canal de Wolff est une condition nécessaire, elle n’est pas pour autant suffisante à l’édification de Vostium : celui-ci en effet ne se forme pas si la zone présomptive ostiale est lésée ou si les rapports topographiques entre l’inducteur et l’effecteur sont très fortement perturbés.

En conclusion, le rôle du canal de Wolff dans la formation du canal de Müller est double chez l’embryon d’Oiseau : conducteur de l’extrémité distale du canal de Müller en croissance, le canal de Wolff est l’inducteur de la plaque müllérienne d’épithélium cœlomique épaissi (Didier, 1968 b) et notamment de la région crâniale de cette plaque qui est à l’origine du pavillon de l’oviducte. On conçoit dès lors que si l’ostium müllérien n’est plus comme chez les Sélaciens (et peut-être chez les Urodèles) un produit d’involution de l’appareil pronéphrétique, il en dérive néanmoins indirectement, chez les Oiseaux par l’intermédiaire du canal de Wolff.

L’analyse expérimentale du rôle du canal de Wolff dans la formation de l’ostium du canal de Müllier a été entreprise par blocage du canal de Wolff en avant et à différents niveaux de la zone présomptive ostiale.

Si le blocage du canal de Wolff a lieu entre les somites 13 à 19, l’ostium se forme toujours à côté du secteur du canal de Wolff édifié.

Si le blocage a lieu entre les somites 9 à 13, l’agénésie ostiale et mùllérienne est absolue.

On en conclut que la zone présomptive de l’ostium mullérien est située entre les somites 13 à 19 chez l’embryon de Poulet de 1 à 1,5 jour, et que la différenciation ostiale nécessite la présence du canal de Wolff au contact de ce vaste territoire présomptif.

The author concludes that the presumptive area of the Müllerian ostium is located between somites 13 and 19 in the 24–36 h chick embryo, and that ostial differentiation requires the presence of the Wolffian duct beside this area.