CRETES NEURALES CEPHALIQUES ET NEUROCRISTOPATHIES


I. INTRODUCTION
II. RAPPEL EMBRYOLOGIQUE : FORMATION ET DESTINÉE DES CN
II.1 FORMATION DES CN
II.2 INDIVIDUALISATION DES CNC ET CNT
II.2.1 LES CNT
II.2.2 LES CNC
III. CNC ET MORPHOGENÈSE CÉPHALIQUE DU SQUELETTE CRANIO-FACIAL
III.1 RÉGIONALISATION DES CNC
III.2 VOIES DE MIGRATION DES CELLULES DES CNC
III.3 RÔLE DES CN DANS LA MORPHOGENÈSE CRANIO-FACIALE
III.4 CN ET MÉSENCHYME CÉPHALIQUE
III.4.1 DÉRIVÉS MÉSENCHYMATEUX DES CNC
III.5 CONCLUSION
IV. CRÊTE NEURALE ET MALFORMATIONS DE L’EXTRÉMITÉ CÉPHALIQUE
IV.1 DÉFAUT DE FORMATION DES CNC
IV.1.1 ANOMALIES DE LA CN PROENCÉPHALIQUE OU OPHTALMIQUE
IV.1.2 ANOMALIES DES CN MESENCÉPHALIQUE ET RHOMBENCÉPHALIQUE
IV.2 DÉFAUT DE PROLIFÉRATION DES CELLULES DES CNC
IV.2.1 DÉFAUTS DE COALESCENCE ET FUSIONS DES BOURGEONS PÉRISTOMODEAUX
IV.2.2 HYPER- ET HYPOPLASIE FACIALES
IV.2.3 TROUBLES DE LA DIFFÉRENCIATION DES DÉRIVÉS DES CNC
IV.2.4 ODONTOBLASTES ET CNC
V. CONCLUSION




I. Introduction
- Les neurocristopathies désignent l’ensemble des affections évolutives ou fixées liées à un développement disharmonieux des dérivés des CN.

II. Rappel embryologique : formation et destinée des CN
II.1 Formation des CN

- oeuf fécondé se segmen 2, 4, 16 cellules = blastomères ;

- apparition d’une cavité = blastocyste ;

- passage des stades morula, blastula, gastrula ;

- établissement des 3 feuillets primordiaux :

o entoblaste : épithélium du tube digestif et de l’arbre respiratoire ;

o ectoblaste : SN et revêtement épidermique ;

o mésoblaste ou chordomésoblaste : squelette, musculature, tissus conjonctif, appareil cardio-vasculaire, reins, … ;

- neurula : ségrégation, différenciation, migrations cellulaires par induction :

o 17ème jour : chordomésoblaste induit à partir de l’ectoblaste sous-jacent le tissus neuroblastique ;

o ectoblaste forme alors l’épiblaste à l’origine de l’épiderme ;

o neuroblaste forme la plaque neurale qui se transforme en gouttière puis en tube neural à l’origine de l’encéphale et de la moelle. Des groupes cellulaires s’en détachent pour former les crêtes neurales céphaliques et troncales.

II.2 Individualisation des CNC et CNT

- CN = au début une couche unicellulaire entre tube neural et épiblaste ;

- Rapidement : fragmentation et constitution de CNC et CNT.

II.2.1 Les CNT

- 4ème semaine : fragmentation de la CN concomitant de la fragmentation du mésenchyme somitique, d’origine mésoblastique ;

- Dans chaque somite : 1 amas cellulaire dérivé de la CN et ayant migré par le courant médio-ventral ;

- Ces cellules neurectoblastiques intrasomitiques ó les ébauches ganglionnaires spinales.

II.2.2 Les CNC

- Les CN sont répartis en 3 massifs cellulaires liés aux ébauches des placodes ectodermiques ;

- A la 4ème semaine, on peut voir :

o La crête neurale trigéminée :

§ La plus rostrale. Niveau mesencéphalique ;

§ La plus large ;

§ Se perd latéralement dans le mésenchyme du 1er arc ;

§ En relation avec la placode trigéminale.

o La crête neurale facio-acoustique :

§ A la partie optique du rhombencéphale ;

§ Se perd latéralement dans le mésenchyme de la région optique ;

§ En relation avec la placode trigéminale ;

o Les crêtes neurales glosso-pharyngée et vagale :

§ A la partie post-otique du rhombencéphale ;

§ Au début confondues, elles se séparent ;

§ En relation avec les placodes faciale et acoustique ;

- 5ème semaine : cellules des CNC se rassemblent en 2 colonnes bilatérales qui s’étendent ventro-latéralement. Permet de s’associer ++ au mésenchyme des arcs branchiaux et de donner naissance, en association avec les placodes, aux nerfs :

o CN trigéminale et 1er arc ;

o CN facio-acoustique et 2ème arc ;

o CN glosso-pharyngée et 3ème arc ;

o CN vagale et 4ème arc ;

- 6ème semaine : transformation des CNC jusqu’à individualisation des nerfs correspondants ;

- Les cellules dérivées des CN vont subir et fournir des inductions nombreuses et complexes depuis leur individualisation, durant leur migration, à la fin de leur migration ;

- L’ébauche embryonnaire passe par successivement un état indifférencié, à un stade de prédifférenciation (ou de détermination) et un état différencié ;

- L’induction primaire (par le chordomésoblaste) entraîne une restriction de potentialité mais aussi la possibilité d’acquérir une diversité de phénotypes très importante ;

- Les substances inductrices vont agir au niveau des gênes de structures des cellules de la CN, sous le contrôle de gênes régulateurs par inductions réciproques (réaction en chaîne), ordonnancée par des mécanismes de contrôle génétique (facteurs intrinsèques) modifiés par des facteurs épigénétiques (facteurs extrinsèques : environnement) ;

- La migration terminée, les cellules des CN se retrouvent distribuées dans tout l’embryon selon 3 modalités :

o 1) : cellules dispersées au niveau de surfaces épithéliales (épiderme, intestin, …) ou le long de structures vasculo-nerveuses ;

o 2) : agrégées en des structures cohésives (ganglion ou plexus) ;

o 3) : elles constituent elles-mêmes un tissus mésenchymateux lâche (massif facial) ;

III. CNC et morphogenèse céphalique du squelette cranio-facial

III.1 Régionalisation des CNC

- A chaque région de la CN correspond rigoureusement des parties déterminées du crâne ;

- La CNC rhombencéphalique est à l’origine du squelette crânio-facial.

III.2 Voies de migration des cellules des CNC

- Etude chez le poulet (LE LIEVRE) et pareil pour amphibiens et petits mammifères :

o Migration entre l’ectoderme et le mésoderme sous-jacent ;

o Arrangement compact au départ puis se retrouvent isolées et entourées d’une matrice amorphe ;

o Puis augmentation de volume +++ (acide hyaluro +++).

- Il existe 2 courants de migration : facial et branchial :

o Envahissement de la face :

§ Au contact de l’ébauche oculaire, une coulée postéro-inférieure pour les 2/3 inférieur de la face ;

§ Pareil pour l’ébauche olfactive ;

o Envahissement des différents arcs branchiaux :

§ Apparaissent sur la face externe des différents arcs, entre l’ectoderme et le mésoderme sous-jacent ;

§ Puis envahissent les masses mésodermiques branchiales ;

III.3 Rôle des CN dans la morphogenèse cranio-faciale

- Les expériences d’excision de CNC montrent que :

o L’ablation de la CN proencéphalique => absence de bourgeon fronto-nasal ;

o L’ablation de la CN mesencéphalique => absence de mandibule ;

o L’ablation de la CN rhombencéphalique => un raccourcissement de la région cervicale par carence mésenchymateuse au niveau des 3ème et 4ème arcs.

- Le mésoderme facial entourant le stomodeum va donc être envahi pas ces coulées cellulaires neurectodermiques + leur prolifération => formation des bourgeons faciaux ;

- Puis fusion des bourgeons faciaux ;

- La CNC est régionalisée et, à chaque segment neural correspond une pièce squelettique.

III.4 CN et mésenchyme céphalique

III.4.1 Dérivés mésenchymateux des CNC

- L’ablation de CN => une extrême réduction du mésenchyme céphalique ;

- Le derme facial et cervical :

o Les cellules dérivées des CNC constituent le derme de la face et des régions ventro-latérales du cou ;

o Régions dorsales crânienne et cervicale ne sont pas d’origine neurectodermique ;

- Le tissu conjonctif facial et cervical :

o Conjonctif lâche du plancher buccal, de la langue et de la face latéro-ventrale du cou ;

o Rien en arrière de la chorde dorsale ;

- Les arcs aortiques ;

- Les muscles striés cervico-faciaux :

o Invasion du mésoderme somitique par les cellules mesectodermiques ;

o Les cellules des CN se différencient, en plus des cellules du mésoderme, en cellules musculaires striées.

III.5 Conclusion

- Edifié à partir des feuillets embryonnaires, et en particulier des CNC, le massif facial est l’aboutissement d’une suite de croissances, de migrations et de différenciations cellulaires ;

- La coordination rigoureuse, dans le temps et dans l’espace, dépend principalement du phénomène d’induction, processus par lequel un groupement cellulaire "inducteur" provoque la différenciation d’un autre groupe cellulaire "compétent" ;

- Il est donc possible de diviser le massif facial, embryonnaire et définitif en fonction du territoire d’origine des cellules neurectodermiques envahissant le bourgeon facial primitif d’origine mésodermique :

-

Territoires d’origine

au niveau de la CN

Struct. faciales embryonnaires

Struct. définitives de la face

Ophtalmique (proencéphalique)

Bourgeon fronto-nasal

Struct.

médianes et paramédianes

MxllR et MdblR (més- et rhombencéphalique)

1er et 2ème arcs branchiaux

Struct. latérales



IV. Crête neurale et malformations de l’extrémité céphalique

- La participation des cellules des CNC à l’édification du massif crânio-facial se conçoit en 4 étapes :

o 1) Formation des CNC ;

o 2) Migration des cellules des CNC au du bourgeon frontal ;

o 3) Prolifération cellulaire au du mésoderme facial ;

o 4) Différenciation cellulaires.

- Des perturbations peuvent survenir à chacune de ces étapes à tous les degrés.

IV.1 Défaut de formation des CNC

IV.1.1 Anomalies de la CN proencéphalique ou ophtalmique

- La CN proencéphalique sert le développement :

o du BNF médian ó ébauche des structures médianes et para-médianes de la face (front, région inter-orbitaire, nez, philtrum, prémaxillaire, palais antérieur) ;

o du mésenchyme préchordal ó ébauche du squelette de la base du crâne antérieur + inducteur de la fermeture du neuropore antérieur et dans la constitution du proencéphale.

- è malformations directes médiane de la face, de l’étage antérieur de la base du crâne et indirectes (induction) du cerveau antérieur ;

- La CN proencéphalique est la plus antérieure => pas de régulation par les autres CN => sensibilité ++ aux agents toxiques, physiques, métaboliques, génétiques ;

- Ce segment est relativement étroit => population cellulaire importante dans un intervalle de temps très court, migration très courte => peu d’impact des agents perturbant la migration ;

- Explique les dysplasies du BNF ;

- è Pathologies :

o Les dysplasies fronto-naso-prémaxillaires :

§ L’holoproencéphalie alobaire ;

§ L’holoproencéphalie lobaire ;

§ L’holoproencéphalie semi-lobaire ;

§ L’hypotélorisme est un excellent signe d’appel pour la détection des holoproencéphalies.

o Le défaut de fermeture du neuropore antérieur :

§ Les encéphaloméningocèles ;

§ Les kystes et fistules congénitales du dos du nez.

IV.1.2 Anomalies des CN mesencéphalique et rhombencéphalique

- Beaucoup moins touchés par les anomalies de formation car régulation par les segments adjacents de la CN.

IV.2 Défaut de prolifération des cellules des CNC

IV.2.1 Défauts de coalescence et fusions des bourgeons péristomodeaux

- Les bourgeons mésodermiques confluent les uns vers les autres ;

- Résorption de l’ectoderme des zones de contact et coalescence = mesodermisation ;

- Tout défaut de prolifération des cellules des CN aboutit à un défaut de fusion des bourgeons ;

- Il existe 3 mécanismes possibles :

1) Défaut de fusion de bourgeons sous-développés par défaut de migration isolée ;

2) Défaut de fusion de bourgeons sous-développés par défaut de migration et de prolifération ;

3) Absence de rupture du pont ectodermique siégeant entre les bourgeons ;

4) Tout à la fois.

- Les défauts de fusion siègent alors :

o Entre les BNI et BMx : fente labio-maxillaire uni- ou bi-latérale ;

o Entre les BNE, BNI et BMx ;

o Entre les BMx et BMd ;

o Entre les BMx et BNF ;

o Entre les BMd.

IV.2.2 Hyper- et hypoplasie faciales

- Troubles de la prolifération => défaut de symétrie faciale, hémiatrophie, hypercondylie ;

- Syndrome de BINDER (BNF) ou syndrome de FRANCESCHETTI (BMx) ;

- Peu atteindre le squelette, les parties molles ou parfois les dents ;

- L’insuffisance de prolifération peu toucher 1 ou ++ bourgeons, 1 contingent cellulaire différencié ;

- Pour le BNF : contingent cartilagineux sous développé => syndrome de BINDER (brachyprémaxillie) ;

- Pour le BMx : contingent ostéoblastique sous développé => syndrome de FRANCESCHETTI (hypoplasie zygomatico-malaire bilatérale, hypoplasie musculaire du masseter parfois du temporal ;

- Pour le BMd : contingent cartilagineux => absence du pavillon de l’oreille, marteau, enclume, cartilage de Meckel avec agnathie membraneuse. Le contingent ostéoblastique => acondylie pure ou hypoplasie mandibulaire dans les formes mineures.

IV.2.3 Troubles de la différenciation des dérivés des CNC

- Les cellules des CNC se différencient en os membraneux, enchondral, cartilage, muscles, dents, … ;

- è Anomalie => troubles localisés ou généralisés, simples ou complexes de :

· L’ossification : absence d’une suture membraneuse, acondylie, agnathie, ostéodysplasies, cranio-facio-sténoses, … ;

· La chondrification ;

· La dentinogenèse ;

· …

IV.2.4 Odontoblastes et CNC

- Ablation bilatérale des CN => réduction voir absence de dents ;

- L’édification du germe dentaire est le produit des interactions épithélio-mésenchymateuses successives et réciproques : Les cellules des CN induisent la prolifération des cellules de l’épithélium et leur différenciation en pré-adamantoblastes qui induisent à leur tour la transformations des cellules de la CN en pré-odontoblastes qui se transforment à leur tour en odontoblastes qui fabriquent de la dentine. Puis induction réciproques sur les adamantoblastes pour synthétiser l’émail.

- Pathologies :

o Hypodontie ;

o Anodontie ;

o Ectopies dentaires (intracondylienne, coronné, base du crâne, plancher de l’orbite, …) ;

o Dentinogenèse et amélogenèse imparfaites (induction) ;

o Microdontie, macrodontie (hypertrophies faciales) ;

o Monstruosités dentaires et dents géminées.

V. Conclusion

- en réalité très complexe associant de nombreux facteurs environnementaux et temporels ;

- La pathologie des dérivés ectomésenchymateux des CNC permet d’approcher la pathogénie des syndromes malformatifs crânio-faciaux.