The epithelio-mesenchymal relations during the gastric organogenesis of the rabbit foetus

The experimental study of the epithelio-mesenchymal relations during the gastric organogenesis shows the following facts:

  1. Completely deprived of mesenchyme, the cultured or grafted isolated epithelium cannot develop.

  2. On the other hand the mesenchyme free of epithelium can survive and differentiate its muscular layer. Isolated after the 18th day, it possesses sufficient autonomy to form chorionic villi when covered only by vitelline membrane.

  3. The epithelium and the mesenchyme, dissociated by treatment with trypsin, then reassociated in culture (with or without subsequent grafting), develop identically to those of untreated controls. From the 19th day the mesenchyme shows a polarity and only the zone normally adjacent to the epithelium can form chorionic villi.

  4. The heterochronic associations of gastric epithelium and mesenchyme demonstrate the existence of two types of mesenchymal inductors: (a) a primary inductor, responsible for the epithelial morphogenesis, elaborated early in embryonic life (10th day); it acts till about the 21st day. (b) A secondary inductor, produced at a later time (15th day), provokes the epithelial cytodifferentiation; its activity is still strong at the 23rd day.

These experiments again show the early competence of the epithelium to react to the two mesenchymal inductors. The presumptive gastric endoderm of the 10-day-old rabbit foetus has a developmental potential such that it can respond as well to the stimuli elaborated by a young mesenchyme as to those of an older mesenchyme.

L’estomac embryonnaire est formé de deux composantes d’origine différente : l’épithélium différencié à partir de l’entoblaste, le chorion et les tuniques sousmuqueuse ainsi que musculaire dérivés du mésoblaste. Cette constitution mixte s’établit dès un stade précoce du développement.

Comme nous l’avons montré précédemment (David, 1971), l’estomac explanté en culture in vitro ou en greffe in ovo parvient à se développer hors du corps du fœtus. Jusqu’au 13e jour, il dégénère en culture; par contre, en greffe, il s’accroît et accomplit sa morphogenèse. A partir du 15e jour, l’estomac se différencie sur les deux plans morphogénétique (formation des villosités) et cytochimique (individualisation des cellules gastriques typiques : cellules pariétales, muqueuses et de revêtement). Nous nous proposons dans ce mémoire de rechercher si l’association des deux constituants épithélial et mésenchymateux est indispensable à l’accomplissement de l’organogenèse gastrique et d’analyser leur part respective de responsabilité.

Durant ces 15 dernières années, les relations épithélio-mésenchymateuses survenant au cours de l’ontogenèse ont été étudiées par de nombreux auteurs, chez divers organes d’embryons d’Oiseaux et de Mammifères. Dans le cas des dérivés du pharynx embryonnaire, ces recherches concernent principalement le thymus (Auerbach, 1960; Le Douarin, 1967), le pancréas (Golosow & Grobstein, 1962; Fell & Grobstein, 1968; Dieterlen-Lièvre, 1969), l’estomac (Sigot, 1962,1963 ; Soriano, 1965), le foie (Le Douarin, 1964), l’œsophage (Soriano et al. 1964; Soriano, 1965, 1967), le poumon (Dameron, 1967), la thyroïde (Le Lièvre & Le Douarin, 1968, 1969).

Dans l’ensemble, ces travaux montrent que ni l’épithélium ni le mésenchyme d’un organe mixte ne peuvent poursuivre leur développement en l’absence du constituant complémentaire. Par contre, après réassociation en culture seule ou suivie de greffe, les deux tissus reprennent leur développement sans paraître sensiblement perturbés par le traitement dissociant. Le mésenchyme exerce le plus souvent une action morphogène sur l’épithélium mais il arrive aussi que les deux constituants s’influencent réciproquement.

A notre connaissance, le seul travail se rapportant à l’estomac embryonnaire des Mammifères est celui de Soriano (1965) où l’auteur conclut à la détermination précoce (avant le 13ème jour) de l’épithélium digestif de la Souris. Qu’en est-il dans le cas de l’estomac du fœtus de Lapin? Pour cette étude, nous séparons l’épithélium de son mésenchyme sous-jacent par dissociation à la trypsine (voir matériel et méthodes) puis nous observons le développement, en culture ou en greffe, des deux constituants isolés. Dans un second temps, nous réassocions in vitro les deux composantes puis nous essayons d’analyser les variations, en fonction de l’âge de prélèvement des tissus, de la compétence épithéliale et de la capacité inductrice du mésenchyme.

Les estomacs de fœtus de Lapin âgés de 10 à 23 jours sont prélevés aseptiquement, débités en fragments puis soumis aux traitements suivants :

Technique de dissociation

L’épithélium est séparé de sa gaine mésenchymateuse par macération dans une solution de trypsine (Moscona, 1952) et de hyaluronidase (Zwilling, 1955). Afin d’inactiver la trypsine, les deux composantes tissulaires sont rincées indépendamment dans un mélange à parties égales de liquide de Tyrode et de sérum de Poulain puis dans du liquide physiologique pur.

Cultures organotypiques

Les expiants sont emballés dans la membrane vitelline (Wolff, 1961) puis cultivés sur le milieu gélosé naturel mis au point par Wolfï & Hafïen (1952) et enrichi de sérum de Poulain (Wolff & Wolff, 1952).

Quatre types de cultures sont réalisés: culture d’épithélium isolé, culture de mésenchyme isolé, associations isochroniques d’épithélium et de mésenchyme (provenant de fœtus du même âge), associations hétérochroniques d’épithélium et de mésenchyme (provenant de fœtus d’âges différents).

Greffes in ovo. Les tissus isolés ou réassociés (après soudure in vitro dans ce second cas) sont insérés dans la paroi cœlomique d’embryons de Poulet de 3 jours (Wolff, 1946) ou greffés sur la membrane chorio-allantoïdienne d’embryons âgés de 5 jours (Wolff & Lutz, 1939).

Technique histochimique

Après 6 jours de culture ou 10 –12 jours de greffe, les expiants sont fixés au liquide de Bouin-Hollande ou au formol salé. Les coupes sont traitées à l’acide periodique-Schiff (APS) suivant la technique de Mac-Manus (1946) modifiée selon Marks & Drysdale (1957) par une surcoloration à l’hémalun et à l’aurentia. Les cellules pariétales sont alors colorées en jaune, les cellules muqueuses en rouge (APS-positives) et les cellules principales en bleu.

I. Evolution de P épithélium gastrique privé de son mésenchyme

De nombreux travaux montrent que l’épithélium isolé provenant de divers organes, ne peut poursuivre seul son évolution (Golosow & Grobstein, 1962; Dameron, 1961; Dodson, 1967a, b ; Fell & Grobstein, 1968; Le Lièvre & Le Douarin, 1969).

Dans le cas de l’estomac, l’épithélium cultivé seul perd sa structure et ne parvient pas à poursuivre sa morphogenèse (David, 1967). Explanté avant le 13e jour, il se désagrège rapidement en totalité. A des stades plus avancés, l’épithélium se disloque en nodules; il survit dans quelques cas à partir du 20e jour (Fig. 1 A).

Figure 1.

(A) Epithélium d’estomac embryonnaire de 21 jours, enveloppé dans la membrane vitelline (mv), cultivé seul pendant 4 jours. L’épithélium survit mais ne parvient pas à poursuivre son développement.

(B) Mésenchyme gastrique de 19 jours, emballé dans la membrane vitelline, cultivé seul pendant 6 jours. Le mésenchyme survit, la tunique musculaire se développe (TM) et le chorion (CH) pousse de petits axes villeux.

(C) Mésenchyme gastrique de 19 jours, cultivé seul pendant 5 jours. Le chorion (CH) forme des villosités (flèches) bordées étroitement par la membrane vitelline (mv).

(D) Mésenchyme gastrique de 20 jours, cultivé seul pendant 5 jours. La tunique musculaire (TM) est bien développée.

Figure 1.

(A) Epithélium d’estomac embryonnaire de 21 jours, enveloppé dans la membrane vitelline (mv), cultivé seul pendant 4 jours. L’épithélium survit mais ne parvient pas à poursuivre son développement.

(B) Mésenchyme gastrique de 19 jours, emballé dans la membrane vitelline, cultivé seul pendant 6 jours. Le mésenchyme survit, la tunique musculaire se développe (TM) et le chorion (CH) pousse de petits axes villeux.

(C) Mésenchyme gastrique de 19 jours, cultivé seul pendant 5 jours. Le chorion (CH) forme des villosités (flèches) bordées étroitement par la membrane vitelline (mv).

(D) Mésenchyme gastrique de 20 jours, cultivé seul pendant 5 jours. La tunique musculaire (TM) est bien développée.

En greffe, si nous introduisons l’épithélium dans la cavité cœlomique d’un embryon de Poulet de 3 jours en prenant soin qu’il y flotte librement, il survit quel que soit son stade de prélèvement mais ne peut se différencier. Il reste inorganisé.

Ainsi, en l’absence de son mésenchyme, l’épithélium gastrique isolé en culture ou en greffe, ne parvient pas à s’accroître et à se différencier. Ni le milieu de culture, ni les substances apportées au greffon par la voie sanguine, ne suffisent au développement de l’épithélium et ne peuvent remplacer efficacement le tissu mésenchymateux proprement dit.

II. Evolution du mésenchyme gastrique privé de son épithélium

Si l’on s’en réfère aux travaux cités précédemment, on constate que, de même que l’épithélium, le mésenchyme isolé ne peut poursuivre sa différenciation en l’absence de son revêtement épithélial. Qu’en est-il dans le cas de l’estomac du Lapin ?

En culture, le mésenchyme évolue différemment selon le moment de son prélèvement.

  1. Explanté à une stade très jeune (entre le 10e et le 14e jour) il se désagrège rapidement.

  2. Isolé entre le 15e et le 18e jour, il survit et sa tunique musculaire se développe sensiblement.

  3. Après 4 jours de culture, le mésenchyme de 19 et 20 jours apparaît sain et développé. Sa tunique musculaire atteint la même importance que celle des estomacs témoins cultivés pendant une durée équivalente (Fig. 1 D). En outre, le chorion pousse des évaginations, bordées étroitement par la membrane vitelline qui épouse parfaitement ces petites villosités mésenchymateuses (Fig. 1 B, C). Ainsi, le mésenchyme isolé est capable de bourgeonner des axes villeux semblables à ceux qu’il forme en présence de son propre revêtement épithélial.

En greffe, introduit dans le cœlome ou inséré sur la membrane chorioallantoïdienne d’embryons de Poulet, le mésenchyme survit et se développe, quel que soit son stade de prélèvement.

Conclusion

Contrairement au mésenchyme de la plupart des organes embryonnaires mixtes, celui de l’estomac du fœtus de Lapin est capable de poursuivre sa différenciation en l’absence de revêtement épithélial. Pour la réussite de l’intervention, il faut toutefois que le tissu mésenchymateux gastrique ne soit pas mis en culture avant le 14e jour de la vie fœtale.

De plus, prélevé les 19e et 20e jours, le mésenchyme prend, au contact de la membrane vitelline, un aspect villeux semblable à celui qu’il acquiert en présence de son propre épithélium. Ce phénomène semble spécifique de l’estomac du Lapin. Il prouve que la formation des villosités chorioniques n’est pas la conséquence du plissement épithélial mais bien une activité directe du mésenchyme. A ce stade, le mésenchyme possède donc une autonomie suffisante pour non seulement proliférer mais aussi poursuivre sa différenciation, aussi bien en culture qu’en greffe.

III. Associations isochroniques d’épithélium et de mésenchyme gastriques

Après dissociation, l’épithélium et le mésenchyme provenant du même estomac ou de deux estomacs de fœtus du même âge, sont réassociés en culture suivie ou non de greffe. Les résultats sont rassemblés dans le Tableau 1.

Tableau 1.

Associations isochroniques d’épithélium et de mésenchyme gastriques, en culture et en greffe

Associations isochroniques d’épithélium et de mésenchyme gastriques, en culture et en greffe
Associations isochroniques d’épithélium et de mésenchyme gastriques, en culture et en greffe

Dans la majorité des cas, les tissus associés évoluent sensiblement de la même façon que les expiants témoins cultivés sans dissociation préalable. Jusqu’au 19e jour, l’épithélium se développe aussi bien sur les deux faces du mésenchyme. A partir de ce stade, seule la face chorionique, c’est-à-dire le côté interne, est capable de différencier des axes villeux et d’aboutir ainsi à la formation de villosités secondaires. Appliqué sur la face externe du mésenchyme, l’épithélium poursuit sa cytodifférenciation mais reste étalé.

En résumé, ces expériences montrent que le traitement par une solution dissociante à base de trypsine ne perturbe pas sensiblement le développement des tissus réassociés en culture seule ou suivie de greffe. Après le 19e jour de la vie fœtale, le mésenchyme présente une polarité qui ne le rend apte à former des axes villeux que par sa face chorionique.

IV. Associations hétérochroniques d’épithélium et de mésenchyme gastriques

Dans ce type d’associations, l’épithélium et le mésenchyme proviennent de fœtus de Lapin d’âges différents. Afin de limiter le nombre des séries expérimentales, nous étudions plus spécialement les compétences de l’épithélium à quatre étapes distinctes de son évolution: au 10e, 13e, 16e et 21e jour. Pour chaque stade, nous analysons l’action des mésenchymes gastriques prélevés entre le 10e et le 23e jour.

A. Associations d’endoderme gastrique présomptif de 10 jours et de mésenchyme gastrique d’âge variable

Dans un travail antérieur (David, 1971) nous avons localisé expérimentalement l’aire gastrique présomptive au tiers postérieur du pharynx embryonnaire amputé du bord de l’ombilic. L’endoderme de cette zone, séparé de son manchon mésenchymateux par traitement à la trypsine, est associé à du mésenchyme gastrique d’âge variable.

En culture, si le mésenchyme gastrique est âgé de plus de 13 jours au moment de son prélèvement, il prolifère et se différencie sur le plan musculaire; par contre, l’endoderme qui lui est associé dégénère dans tous les cas. Associés avant ce stade, les deux tissus se désagrègent en totalité.

En greffe chorio-allantoïdienne, contrairement à l’échec obtenu en culture, l’endoderme survit et se développe au contact du mésenchyme. Son degré de différenciation est fonction de l’âge du mésenchyme associé.

–Au contact d’un mésenchyme âgé de moins de 15 jours, l’endoderme prolifère et s’organise en crêtes et cryptes épithéliales ou même en villosités primaires. Les cellules conservent cependant leur type indifférencié (Fig. 2 A).

Figure 2.

Association d’endoblaste présomptif gastrique de 10 jours et de mésenchyme gastrique d’âge variable

(A) Association d’endoblaste et de mésoblaste gastriques présomptifs de 10 jours, en greffe coelomique. La morphogenèse est de type gastrique. Il n’y a pas de cytodifférenciation, toutes les cellules épithéliales sont APS –. ( ch : granules de charbon déposés sur l’endoblaste au moment de l’expérimentation.)

(B) Association d’endoblaste et de mésenchyme de 16 jours, en greffe chorioallantoïdienne. L’épithélium accomplit sa morphogenèse. Il se différencie en cellules APS – au fond des cryptes (cry) et en cellules APS+ au sommet des crêtes (crê).

(C) Association d’endoblaste et de mésenchyme de 21 jours, en greffe choriallantoïdienne. L’épithélium reste monocellulaire mais se différencie en cellules APS+ et APS –.

Figure 2.

Association d’endoblaste présomptif gastrique de 10 jours et de mésenchyme gastrique d’âge variable

(A) Association d’endoblaste et de mésoblaste gastriques présomptifs de 10 jours, en greffe coelomique. La morphogenèse est de type gastrique. Il n’y a pas de cytodifférenciation, toutes les cellules épithéliales sont APS –. ( ch : granules de charbon déposés sur l’endoblaste au moment de l’expérimentation.)

(B) Association d’endoblaste et de mésenchyme de 16 jours, en greffe chorioallantoïdienne. L’épithélium accomplit sa morphogenèse. Il se différencie en cellules APS – au fond des cryptes (cry) et en cellules APS+ au sommet des crêtes (crê).

(C) Association d’endoblaste et de mésenchyme de 21 jours, en greffe choriallantoïdienne. L’épithélium reste monocellulaire mais se différencie en cellules APS+ et APS –.

–En présence d’un mésenchyme plus âgé, prélevé entre le 15e et le 20e jour, après 10 à 12 jours de greffe, l’endoderme est bien développé sur le plan morphologique: il . forme des villosités primaires ou secondaires. Au fond des cryptes, certaines cellules de plus grande taille et de forme sphérique sont APSnégatives, d’autres sont nettement APS-positives (Fig. 2B).

– Associé à un mésenchyme âgé de plus de 20 jours, l’endoderme ne parvient plus à poursuivre sa morphogenèse. Il conserve sa structure monocellulaire initiale et tapisse étroitement les excroissances villeuses du mésenchyme chorionique. Là aussi, on distingue deux sortes de cellules qui diffèrent par leur forme, leur densité cytoplasmique et leur sensibilité vis-à-vis de l’APS (Fig. 2C).

Conclusion

Le Tableau 2 donne la récapitulation des résultats obtenus. Dès le 10e jour, l’endoderme gastrique présomptif se révèle compétent. Il répond au stimulus inducteur d’un mésenchyme plus âgé et adapte son rythme morphogénétique à celui du mésenchyme associé. Dans certains cas, il parvient à se différencier en cellules APS-négatives et APS-positives; les cellules sphériques APS-négatives ne correspondent cependant pas à de vraies cellules pariétales puisqu’elles ne sont pas colorables par l’aurentia.

Tableau 2.

Associations hétérochroniques d’endoderme présomptif gastrique de 10 jours et de mésenchyme gastrique d’âge variable

Associations hétérochroniques d’endoderme présomptif gastrique de 10 jours et de mésenchyme gastrique d’âge variable
Associations hétérochroniques d’endoderme présomptif gastrique de 10 jours et de mésenchyme gastrique d’âge variable

Ces expériences mettent en évidence la double action inductrice du mésenchyme. Du 10e au 14e jour, il exerce une action strictement morphogène: formation de lacunes intraépithéliales, de crêtes et de cryptes, de villosités primaires puis secondaires. A partir du 15e jour, à cet inducteur primaire morphogène, s’ajoute un inducteur secondaire qui provoque la cytodifférenciation de l’épithélium. Après le 21e jour, le mésenchyme ne conserve plus que son pouvoir inducteur secondaire, il n’est plus capable d’induire la morphogenèse d’un jeune épithélium gastrique.

B. Associations d’épithélium gastrique de 13 jours et de mésenchyme gastrique d’âge variable

En culture, associé à du mésenchyme âgé de moins de 13 jours, l’épithélium dégénère et meurt.

–En présence d’un mésenchyme de 13 et 14 jours, il conserve sa structure pseudostratifiée initiale ou se développe légèrement, mais reste totalement indifférencié (Fig. 3 A, B).

Figure 3.

Associations d’épithélium gastrique de 13 jours et de mésenchyme gastrique d’âge variable, en culture in vitro

(A) Associé au mésenchyme de 13 jours, l’épithélium poursuit légèrement sa morphogenèse mais reste indifférencié (APS –).

(B) Au contact du mésenchyme de 14 jours, l’épithélium forme des villosités primaires. Il n’y a pas de cytodifférenciation.

(C et D) En présence d’un mésenchyme de 16 jours (C) et de 18 jours (D), l’épithélium forme de hautes villosités et différencie ses trois types cellulaires: cellules pariétales (P), cellules muqueuses (m) et cellules de revêtement (R).

(E et F) Associé au mésenchyme de 21 jours (E) et de 23 jours (F), l’épithélium s’aplatit en un feuillet monocellulaire mais poursuit néanmoins sa différenciation en cellules pariétales (P) et muqueuses (m).

(e: épithélium; M: mésenchyme; mv: membrane vitelline.)

Figure 3.

Associations d’épithélium gastrique de 13 jours et de mésenchyme gastrique d’âge variable, en culture in vitro

(A) Associé au mésenchyme de 13 jours, l’épithélium poursuit légèrement sa morphogenèse mais reste indifférencié (APS –).

(B) Au contact du mésenchyme de 14 jours, l’épithélium forme des villosités primaires. Il n’y a pas de cytodifférenciation.

(C et D) En présence d’un mésenchyme de 16 jours (C) et de 18 jours (D), l’épithélium forme de hautes villosités et différencie ses trois types cellulaires: cellules pariétales (P), cellules muqueuses (m) et cellules de revêtement (R).

(E et F) Associé au mésenchyme de 21 jours (E) et de 23 jours (F), l’épithélium s’aplatit en un feuillet monocellulaire mais poursuit néanmoins sa différenciation en cellules pariétales (P) et muqueuses (m).

(e: épithélium; M: mésenchyme; mv: membrane vitelline.)

– Prélevé entre le 15e et le 20e jour, le mésenchyme induit la morphogenèse et la cytodifférenciation de l’épithélium de 13 jours en cellules pariétales, muqueuses et de revêtement (Fig. 3 C, D).

– Associé à un mésenchyme plus âgé, l’épithélium ne parvient pas à poursuivre sa morphogenèse, il s’étale en un feuillet monocellulaire. Cependant du point du vue chimique, il répond au stimulus inducteur secondaire du mésenchyme et différencie ses trois types cellulaires (Fig. 3E, F).

Eh greffe, entre le 10e et le 20e jour, le mésenchyme induit la morphogenèse de l’épithélium de 13 jours. Ce pouvoir inducteur primaire décroît rapidement vers le 21e jour.

A partir du 15e jour, le mésenchyme induit en plus la différenciation biochimique de l’épithélium, en cellules pariétales, muqueuses et de revêtement.

Conclusion

Les résultats rassemblés dans le Tableau 3 montrent que, au 13e jour de la vie fœtale, l’épithélium gastrique est pleinement compétent. Il est capable de répondre aussi bien à l’inducteur primaire qu’à l’inducteur secondaire.

Tableau 3.

Associations hétérochroniques d’épithélium gastrique de 13 jours et de mésenchyme gastrique d’âge variable

Associations hétérochroniques d’épithélium gastrique de 13 jours et de mésenchyme gastrique d’âge variable
Associations hétérochroniques d’épithélium gastrique de 13 jours et de mésenchyme gastrique d’âge variable

C. Associations d’épithélium gastrique de 16 jours et de mésenchyme gastrique d’âge variable

En culture, l’épithélium de 16 jours se comporte sensiblement de la même façon que celui de 13 jours.

–Associé à un mésenchyme de moins de 13 jours, il dégénère et meurt (Fig. 4A).

Figure 4.

Associations d’épithélium gastrique de 16 jours et de mésenchyme gastrique d’âge variable

(A) Associé au mésoblaste présomptif de 10 jours, après 6 jours de culture, l’épithélium (e) forme une masse dégénérée. Le mésenchyme (M) est diffus et nécrosé.

(B et C) Après 6 jours de culture au contact du mésenchyme de 13 jours (B) et de 14 jours (C), l’épithélium poursuit légèrement sa morphogenèse et se différencie faiblement en cellules APS+ et APS – (mv: membrane vitelline).

(D) Cultivé en présence du mésenchyme de 16 jours, l’épithélium se développe sur les plans morphogénétique et cytochimique (P : cellule pariétale ; m : cellule muqueuse ; R : cellule de revêtement).

(E) En greffe chorio-allantoïdienne, l’épithélium associé au mésenchyme de 16 jours atteint un degré de différenciation avancé (P: cellule pariétale).

(F) Après 6 jours de culture, le mésenchyme de 21 jours induit la cytodifférenciation de l’épithélium en cellules muqueuses (m) et pariétales (P) mais s’oppose à sa morphogenèse (feuillet monocellulaire).

Figure 4.

Associations d’épithélium gastrique de 16 jours et de mésenchyme gastrique d’âge variable

(A) Associé au mésoblaste présomptif de 10 jours, après 6 jours de culture, l’épithélium (e) forme une masse dégénérée. Le mésenchyme (M) est diffus et nécrosé.

(B et C) Après 6 jours de culture au contact du mésenchyme de 13 jours (B) et de 14 jours (C), l’épithélium poursuit légèrement sa morphogenèse et se différencie faiblement en cellules APS+ et APS – (mv: membrane vitelline).

(D) Cultivé en présence du mésenchyme de 16 jours, l’épithélium se développe sur les plans morphogénétique et cytochimique (P : cellule pariétale ; m : cellule muqueuse ; R : cellule de revêtement).

(E) En greffe chorio-allantoïdienne, l’épithélium associé au mésenchyme de 16 jours atteint un degré de différenciation avancé (P: cellule pariétale).

(F) Après 6 jours de culture, le mésenchyme de 21 jours induit la cytodifférenciation de l’épithélium en cellules muqueuses (m) et pariétales (P) mais s’oppose à sa morphogenèse (feuillet monocellulaire).

–Au contact d’un mésenchyme de 13 et 14 jours, il poursuit légèrement sa morphogenèse et se différencie en cellules APS-positives et APS-négatives. (Fig. 4B, C).

– Le mésenchyme de 15 à 21 jours induit une forte différenciation morphogénétique et cytochimique de l’épithélium (Fig. 4D).

– A partir du 21e jour, l’épithélium s’étale en un feuillet monocellulaire qui tapisse les axes villeux du chorion. Au sein de l’épithélium on reconnaît aisément les différentes sortes de cellules gastriques, principalement les cellules pariétales (Fig. 4 F).

En greffe, le développement de l’épithélium de 16 jours est identique à celui de l’épithélium de 13 jours lorsqu’on l’associe à un mésenchyme de plus de 14 jours: forte morphogenèse et cytodifférenciation en présence d’un mésenchyme de 15 à 21 jours (Fig. 4E), arrêt de la morphogenèse et poursuite de la cytodifférenciation chimique au contact d’un mésenchyme plus âgé.

Par contre, en présence d’un jeune mésenchyme (âgé de moins de 15 jours), l’épithélium de 16 jours se comporte différement de celui de 13 jours. Alors que, dans ce type d’association, l’épithélium de 13 jours reste toujours indifférencié sur le plan chimique, celui de 16 jours parvient à former deux sortes de cellules APS-positives et APS-négatives.

Conclusion

L’étude comparée des Tableaux 3 et 4 révèle que, de même que l’épithélium de 13 jours, celui de 16 jours répond avec force aux stimulus inducteurs issus du mésenchyme gastrique. Mais, dans le cas de l’épithélium de 16 jours, l’induction qu’il a reçue avant sa dissociation lui permet de poursuivre sa différenciation chimique en l’absence de stimulus inducteur secondaire, sous la simple impulsion d’un jeune mésenchyme dépourvu du facteur de cytodifférenciation.

D. Associations d’épithélium gastrique de 21 jours et de mésenchyme gastrique d’âge variable

En culture, associé à un mésenchyme de 10, 11 ou 12 jours, l’épithélium de 21 jours dégénère.

Un mésenchyme plus âgé ne parvient pas à modifier la structure morphogénétique de l’épithélium. Ce dernier s’aplatit et forme un feuillet monocellulaire, qui s’étale sur le mésenchyme non plissé ou épouse les axes villeux du chorion plus âgé (Fig. 5).

Figure 5.

Associations d’épithélium gastrique de 21 jours et de mésenchyme gastrique d’âge variable, en culture in vitro

(A) Au contact du mésenchyme de 13 jours, l’épithélium se transforme en un feuillet monocellulaire composé de cellules APS – (flèche) et APS + .

(B) Associé au mésenchyme de 16 jours, l’épithélium poursuit sa cytodifférenciation (P: cellule pariétale; m: cellule muqueuse; mv: membrane vitelline).

(C et D) En présence du mésenchyme de 21 jours (C) et de 23 jours (D), l’épithélium forme un feuillet monocellulaire qui épouse les axes villeux chorioniques. Il poursuit sa différenciation (P; cellule pariétale).

Figure 5.

Associations d’épithélium gastrique de 21 jours et de mésenchyme gastrique d’âge variable, en culture in vitro

(A) Au contact du mésenchyme de 13 jours, l’épithélium se transforme en un feuillet monocellulaire composé de cellules APS – (flèche) et APS + .

(B) Associé au mésenchyme de 16 jours, l’épithélium poursuit sa cytodifférenciation (P: cellule pariétale; m: cellule muqueuse; mv: membrane vitelline).

(C et D) En présence du mésenchyme de 21 jours (C) et de 23 jours (D), l’épithélium forme un feuillet monocellulaire qui épouse les axes villeux chorioniques. Il poursuit sa différenciation (P; cellule pariétale).

Du point de vue cytochimique, le mésenchyme de moins de 15 jours n’exerce pas de pouvoir inducteur sur l’épithélium mais celui-ci parvient cependant à poursuivre sensiblement sa différenciation initiale (Fig. 5A). Par contre, en présence d’un mésenchyme âgé de plus de 14 jours, l’épithélium différencie nettement des cellules pariétales, muqueuses et de revêtement (Fig. 5B, C, D).

En greffe, l’épithélium consitue dans tous les cas un feuillet unistratifié simple, semblable à celui d’un estomac témoin de 22 ou 23 jours.

Sur le plan chimique, au contact d’un mésenchyme jeune (de moins de 15 jours) il est formé de deux sortes de cellules APS-positives et APS-négatives, ce qui correspond à son niveau initial de différenciation. En présence d’un mésenchyme plus âgé, il poursuit son développement en différenciant ses trois types cellulaires.

Conclusion

Le Tableau 5 met en évidence les résultats obtenus pour ce dernier type d’associations. L’épithélium de 21 jours n’est plus sensible à l’inducteur primaire morphogène. Par contre, il répond au stimulus inducteur secondaire responsable de la cytodifférenciation.

Tableau 4.

Associations hétérochroniques d’épithélium gastrique de 16 jours et de mésenchyme gastrique d’âge variable

Associations hétérochroniques d’épithélium gastrique de 16 jours et de mésenchyme gastrique d’âge variable
Associations hétérochroniques d’épithélium gastrique de 16 jours et de mésenchyme gastrique d’âge variable
Tableau 5.

Associations hétérochroniques d’épithélium gastrique de 21 jours et de mésenchyme gastrique d’âge variable

Associations hétérochroniques d’épithélium gastrique de 21 jours et de mésenchyme gastrique d’âge variable
Associations hétérochroniques d’épithélium gastrique de 21 jours et de mésenchyme gastrique d’âge variable

L’étude des relations épithélio-mésenchymateuses survenant au cours de l’organogenèse gastrique, réalisée au moyen d’expériences de dissociations et de réassociations isochroniques et hétérochroniques, permet de déterminer la compétence des tissus ainsi que la nature et la puissance des inducteurs responsables du développement morphogénétique et cytochimique de l’estomac.

(1) L’épithélium privé totalement de son constituant complémentaire est incapable de poursuivre son développement. Le mésenchyme lui est indispensable.

Le contact entre les deux tissus est-il nécessaire ou la seule présence du mésenchyme à distance est-elle suffisante? Afin de répondre à cette question, nous avons réalisé deux types d’expériences : d’une part des cultures d’épithélium et de mésenchyme séparés par une membrane filtrante (la membrane vitelline), d’autre part des associations ‘partielles’ où l’épithélium n’adhère que partiellement au mésenchyme, sa région voisine reposant directement sur la membrane vitelline étalée sur le milieu de culture (David, 1967, 1969). Nous constatons alors que l’épithélium privé de contact avec le mésenchyme peut, à condition que ce dernier soit situé à faible distance, survivre et poursuivre sensiblement sa morphogenèse. Ce caractère montre que le mésenchyme émet des facteurs exogènes ou inducteurs, capables de franchir la barrière vitelline et d’induire à distance l’épithélium. Privé d’un apport continu en inducteur, l’épithélium dégénère rapidement. Par contre, si l’épithélium situé hors de contact du mésenchyme peut accomplir sa morphogenèse, il est incapable de se différencier sur le plan cytochimique. Ceci suggère l’élaboration par le mésenchyme gastrique du fœtus de Lapin d’au moins deux inducteurs, qui diffèrent par leur action et leurs propriétés :

–le premier, capable d’agir à distance et de traverser la barrière vitelline, induit la morphogenèse de l’épithélium.

– le deuxième induit la différenciation biochimique de l’épithélium et n’agit que sur le tissu associé étroitement au mésenchyme élaborateur.

En résumé, l’épithélium isolé en culture in vitro ne peut poursuivre son développement lorsqu’il est privé totalement de mésenchyme ou d’un apport continu en inducteur. Néanmoins, sa morphogenèse peut s’accomplir sous l’impulsion d’un facteur exogène diffusible émis par le mésenchyme situé à faible distance.

(2) Contrairement à l’épithélium, le mésenchyme gastrique âgé de plus de 14 jours est capable de se différencier en l’absence de toute trace d’épithélium. A partir du 18e jour, le mésenchyme non plissé au moment de son prélèvement, peut bourgeonner à lui seul des axes villeux chorioniques en ayant pour simple revêtement un morceau de membrane vitelline. Ce caractère suggère que le mésenchyme, probablement induit par son épithélium avant son prélèvement, possède une autonomie suffisante pour accomplir sa morphogenèse en l’absence d’un feuillet épithélial ou d’un apport continu en inducteur. A notre connaissance, une telle autonomie d’un tissu mésenchymateux n’a pas été observée chez d’autres organes mixtes embryonnaires.

(3) Les associations hétérochroniques mettent en évidence les variations du mode de développement de l’épithélium gastrique en fonction de l’âge du mésenchyme associé. Elles révèlent l’existence de deux sortes de stimulus inducteurs mésenchymateux.

(a) Un inducteur primaire morphogène

Ce stimulus, déjà élaboré par le jeune mésenchyme de 10 jours, augmente d’intensité pour atteindre un maximum vers le 15e jour de la vie fœtale. Ils se maintient jusqu’au 20e jour puis décroît progressivement pour s’annuler vers le 21e jour. Ce facteur primaire induit la morphogenèse de l’épithélium: formation des cryptes, des villosités primaires puis secondaires. Il n’agit pas sur la différenciation cytochimique de la muqueuse gastrique.

(b) Un inducteur secondaire de cytodifférenciation

Inexistant jusqu’au 14e jour de la vie embryonnaire, il apparaît vers le 15e jour, augmente progressivement de puissance au cours des 3 jours suivants puis se maintient à son maximum, du moins jusqu’au 23e jour. Ce facteur secondaire induit la différenciation des cellules APS-positives et APS-négatives, puis celle des cellules pariétales, muqueuses et de revêtement.

La Fig. 6 schématise les limites et l’intensité des facteurs inducteurs mésenchymateux primaire et secondaire mis en évidence par notre expérimentation. Elle souligne les trois étapes essentielles du développement embryonnaire de l’estomac.

Figure 6.

Durée d’émission et intensité d’action des facteurs inducteurs issus du mésenchyme gastrique. Du 10e au 14e jour: induction primaire seule. Du 15e au 21e jour: double induction primaire et secondaire. A partir du 22e jour: induction secondaire seule.

Figure 6.

Durée d’émission et intensité d’action des facteurs inducteurs issus du mésenchyme gastrique. Du 10e au 14e jour: induction primaire seule. Du 15e au 21e jour: double induction primaire et secondaire. A partir du 22e jour: induction secondaire seule.

–jusqu’au 15e jour, le mésenchyme exerce simplement une action inductrice morphogène sur son épithélium.

–entre le 15e et le 20e jour, le tissu mésenchymateux induit doublement l’épithélium, sur les plans morphogénétique (induction primaire) et cytochimique (induction secondaire).

– enfin, après le 21e jour, le mésenchyme n’est plus capable de stimuler la morphogenèse de l’épithélium, seul subsiste son pouvoir inducteur secondaire.

Cette distinction entre deux facteurs inducteurs morphogène et cytochimique est en accord avec les résultats fournis par nos expériences de culture d’épithélium isolé, situé à proximité mais hors de contact du mésenchyme gastrique. L’inducteur morphogène primaire correspondrait au facteur capable d’agir à distance et de filtrer à travers la membrane vitelline, tandis que l’inducteur secondaire de cytodifférenciation serait au contraire faiblement diffusible et incapable de franchir la barrière vitelline.

Nos expériences d’associations hétérochroniques permettent également d’analyser la compétence de l’épithélium vis-à-vis des deux inducteurs mésenchymateux gastriques. Elles montrent que, contrairement au mésenchyme qui acquiert progressivement ses capacités inductrices, l’épithélium est compétent dès un stade précoce de l’ontogenèse.

– Au 10e jour, il est en possession de presque tout son potentiel évolutif. C’est ainsi qu’il répond à l’inducteur primaire en accomplissant sa morphogenèse selon le rythme impliqué par le mésenchyme émetteur et qu’il se différencie biochimiquement, en dépit de son jeune âge, sous l’impulsion d’un mésenchyme inducteur secondaire âgé de plus de 14 jours.

–Au 13e jour, sa compétence est totale. 11 peut différencier des cellules gastriques typiques (cellules pariétales, muqueuses et cellules de revêtement).

– Prélevé au 16e jour, l’épithélium parvient à amorcer son développement cytochimique en l’absence d’un stimulus inducteur secondaire continu: il se différencie en cellules APS-positives et APS-négatives au contact d’un mésenchyme de moins de 15 jours. Ce phénomène indique que l’épithélium de 16 jours a été induit avant son prélèvement. Cette induction initiale (d’environ 24 h) est responsable du léger degré de cytodifférenciation observé lorsque l’épithélium est placé, par la suite, sous la seule influence d’un jeune mésenchyme morphogène encore incapable d’élaborer l’inducteur secondaire.

– Enfin, l’épithélium âgé de plus de 21 jours ne répond plus à l’inducteur morphogène primaire; il conserve dans tous les cas d’associations hétérochroniques une structure unistratifiée simple. Par contre, il reste fortement sensible au stimulus inducteur secondaire.

L’étude expérimentale des relations épithélio-mésenchymateuses survenant au cours de l’organogenèse gastrique révèle les faits suivants :

  1. En l’absence totale du mésenchyme, l’épithélium isolé, en culture in vitro ou en greffe in ovo, ne peut poursuivre son développement.

  2. Au contraire, le mésenchyme privé de son revêtement épithélial peut survivre et différencier sa tunique musculaire. Isolé après le 18e jour, il possède une autonomie suffisante pour former des villosités en ayant pour seul revêtement la membrane vitelline.

  3. L’épithélium et le mésenchyme dissociés par traitement à la trypsine puis réassociés en culture seule ou suivie de greffe, accomplissent une morphogenèse identique à celle des témoins non traités. A partir du 19e jour, le mésenchyme présente une polarité et seule la zone normalement située au contact de l’épithélium est capable de former des axes villeux.

  4. Les associations hétérochroniques d’épithélium et de mésenchyme gastriques mettent en évidence l’existence de deux types d’inducteurs mésenchymateux:

– un inducteur primaire, responsable de la morphogenèse de l’épithélium; élaboré dès un stade précoce de la vie embryonnaire (10e jour), il agit jusque vers le 21e jour.

– un inducteur secondaire, émis plus tardivement (au 15e jour), provoque la cytodifférenciation de l’épithélium; son activité est encore élevée au 23e jour.

Ces expériences montrent, en outre, la compétence précoce de l’épithélium gastrique vis-àvis des 2 inducteurs mésenchymateux. L’endoderme présomptif de 10 jours possède un potentiel évolutif tel qu’il peut répondre aussi bien aux stimulus émis par un mésenchyme jeune qu’à ceux d’un mésenchyme plus âgé.

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