/ . Embryol. exp. Morph. Vol. 35, 3, pp. 649-665, 1976
Printed in Great Britain
649
La morphogenese du pied de
Tembryon de poulet etudiee a Faide de
malformations provoquees par
le vert Janus
ParMARIE-PAULE PAUTOU1
Laboratoire de Zoohgie et Biologie Animate, Universite scientifique
et medicate de Grenoble {Directeur: Professeur P. Sengel)
SUMMARY
Morphogenesis of the chick embryo foot as studied by
Janus green B-induced malformations
Janus green was injected into theamnioticsacof 6-5-day-old chick embryos at a single dose
of 8-5 or 15 /Ag; the dye causes respectively 55 and 82 % malformations of the feet. Toes are
affected by partial or total soft tissue syndactyly, hypophalangy and infrequently by hyperphalangy. Lateral toes are more severely and more frequently affected by syndactyly and
hypophalangy than medium ones. Hyperphalangy is found exclusively in toes I and II and
causes the formation of one excess phalanx at most. Syndactylous toes are joined by an
overdeveloped digital membrane. Hypophalangic toes have a truncated (non-pointed) distal
tip. Two phalanges are lacking at most.
These malformations are due to two distinct phases of the Janus green action. The first
one, which is early and fast, inhibits interdigital programmed cell death, causing in term the
non-regression of the interdigital membranes and thus syndactyly. The second one, which is
late and slow, blocks the apical growth; this leads to hypophalangy.
INTRODUCTION
La morphogenese du pied des Oiseaux procede, au meme titre que de nombreux organes embryonnaires de Vertebres, de la proliferation et de la
differenciation de certaines cellules et de la mort programmee d'autres cellules.
II est possible de perturber ces processus de morphogenese dans le pied du
poulet en injectant dans le sac vitellin ou dans la cavite amniotique des
quantites definies de certains agents teratogenes. Le vert Janus (Menkes &
Deleanu, 1964; Deleanu, 1965; Saunders & Fallon, 1966; Pautou, 1968) produit,
dans le pied du poulet, des alterations du squelette (hypophalangies) et des
membranes interdigitales (syndactylies). Ces hypophalangies se caracterisent
1
Adresse de Vauteur: Laboratoire de Zoologie et Biologie animale, Universite scientifique
et medicate de Grenoble, B.P. 53, Centre de Tri 38041 Grenoble Cedex.
650
M.-P. PAUTOU
par l'absence de la griffe ou des phalanges distales. Les syndactylies se traduisent
par la presence de membranes interdigitales surdeveloppees qui reunissent
etroitement les orteils sur toute leur longueur. Le vert Janus n'est pas le seul
agent teratogene qui provoque de telles malformations des membranes interdigitales. Les sels d'eserine, certains sulfamides ou la pilocarpine (Ancel, 1950;
Zwilling & Debell, 1950; Landauer, 1964) produisent egalement des syndactylies.
Cependant, seules des analyses plus poussees des effets deleteres du vert Janus
sur les composants ectodermiques et mesodermiques des bourgeons de patte
traites ont permis de montrer que la syndactylie etait associee a un changement
de la dynamique et de la topographie de la mort cellulaire programmed dans
ces espaces (Deleanu, 1965; Saunders & Fallon, 1966; Kieny & Pautou, 1970;
Pautou & Kieny, 1971).
Un certain nombre de travaux (Roulon, 1935; Braun, 1954; Elias, 1963;
Stein, Iditoiu & Deleanu, 1969; Baba, 1970; Kieny & Pautou, 1970; Menkes,
Sandor & Hies, 1970; Pautou & Kieny, 1971; Fallon, 1972a, b; Pautou, 19756)
ont montre que les modifications histologiques et cytologiques provoquees
par le vert Janus sont essentiellement de deux ordres: inhibition de l'installation
des zones de necrose interdigitale par diminution de la mort programmed et de
l'activite phagocytaire, alteration importante du materiel mitochondrial
ectodermique puis mesodermique au cours du processus d'installation des zones
de necrose dans les espaces interdigitaux.
Toutes ces alterations retentissent plus ou moins profondement sur la
morphogenese de l'acropode du membre posterieur du poulet en faisant
apparaitre des malformations remarquables par leur regularity. Les premieres
analyses realisees avec l'aide de ce colorant (Menkes & Deleanu, 1964; Deleanu,
1965; Saunders & Fallon, 1966; Pautou, 1968) ont montre que la portion
laterale du pied du poulet est plus frequemment alteree.
Le probleme pose etait alors de savoir si Ton devait associer cette frequence
des malformations dans la portion laterale de l'acropode a une fragilite des
constituants ectodermiques et mesodermiques de cette portion du bourgeon de
patte ou si ce phenomene etait bien plus le resultat de perturbations dans la
sequence des processus de morphogenese de cet organe.
A partir de nouvelles analyses d'embryons de poulet traites par 8,5 et 15 fig
de vert Janus j'ai pu suivre avec precision cette sequence des alterations dans
l'acropode: l'ordre d'apparition des malformations est latero-median et chaque
type d'alteration est lui-meme plus accuse dans la portion laterale du pied que
dans la portion mediane. Ces malformations sont le reflet d'une action du
colorant, a des moments determines, sur les processus de morphogenese. Ces
observations font l'objet de ce memoire.
La morphogenese du pied de Vembryon de poulet
651
MATERIEL ET METHODES
Ces experiences ont ete realisees sur des embryons de poulet de race Leghorn
blanche. Le vert Janus B est injecte dans la cavite amniotique d'embryons de
6 | jours d'incubation a raison de 8,5 ju,g ou 15 jug par embryon (Saunders &
Fallon, 1966). L'analyse par chromatographie en couche mince a montre que
le produit utilise (marque Chroma) est compose d'au moins 95 % de vert Janus
et au plus de 5 % de safranine.
L'analyse des repercussions du traitement au vert Janus a ete faite sur des
pattes d'embryons fixes entre 12| jours et 18| jours d'incubation, d'abord au
niveau des espaces interdigitaux, ensuite, apres coloration au bleu de toluidine
(technique de Lundwall) et eclaircissement, au niveau du squelette.
La morphologie externe et l'equipement squelettique de tous les autopodes
traites et ceux d'autopodes temoins de 12^ et 13^ jours d'incubation ont ete
dessines a la meme echelle (grossissement x 20). Les mesures de la longueur des
quatre rayons digitaux et des trois espaces interdigitaux ont ete realisees selon
les modalites decrites precedemment (Pautou, 1915a;fig.1). En outre, certains
autopodes ont ete photographies avant et apres eclaircissement.
RESULTATS
Les effets du vert Janus portent a la fois sur les membranes interdigitales et
sur les rayons acropodiaux. Dans les pieds affectes, les membranes interdigitales relient les rayons acropodiaux au-dela du niveau normal de leur
insertion (syndactylie partielle ou totale). Les orteils peuvent presenter un
nombre de phalanges anormal (hypo- ou hyperphalangie). Ces deux anomalies:
non regression de la membrane interdigitale et hypo- ou hyperphalangie seront
decrites dans le premier chapitre. Un second chapitre est consacre a Pexamen
des relations existant entre ces types de malformations et aux repercussions des
effets deleteres du vert Janus sur la longueur des acropodes.
A. Effet du vert Janus sur la morphologie des membranes interdigitales
et des rayons acropodiaux
(1) Dose de 8,5 fig
Quatre-vingt-treize des 118 embryons injectes (80%) ont survecu jusqu'a
\1\ jours d'incubation. 42 (45%) sont normaux. 51 (55%) ont des membranes
interdigitales alterees ou un squelette deficient. En ce qui concerne les membranes
interdigitales, elles ne sont normales que chez un seul embryon. Parmi les 50
embryons restants elles sont anormales au niveau des deux pattes chez 41
embryons (pour 27 embryons les malformations sont semblables: image en
miroir-pour 14 embryons elles different d'une patte a l'autre: le pied droit
est alors toujours plus altere que le gauche) et au niveau du pied droit seulement
chez neuf embryons. L'analyse du squelette acropodial des 51 embryons mal-
652
M.-P. PAUTOU
Pied gauche
(P)
Pied droit
Nb.
de
cas
Espaces
III—IV
II—III
H I
, o ° o o"o ° o o ° •
/oV/o"" °/o°
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,"- \
/
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10
7
5
2
2
8
17
51
Espaces
1II-IV
11—111
,° o ° O B O ° o ° O 6 O ° o ° U 0 0 O o ° o ° ° O o ° 0 ° °
0
1
;
H
-
'0°o00000°000o°U°
Nb.
de
cas
I—11
'o°o° ° °o°o° ° °o°o°
1
° o ° o vy o v n o° o 3
°° ° °°o°° ° °°°°° ° ' 6
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1
4
' : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 2 24
51
41
8034
30
6027
•mi
24
24
22
°°<
40-
20-
10
17
°°o
oo°
° t
°oC
7
•°?
4
13
9
1
°;°
+
iiiiii
°/ 0
10
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7
o° c
17
\
fl
o° o
•°°I«
5
n
•
\
—
Espace normal
Espace partiellement syndactyle
Espace totalement syndactyle
Fig. 1. Repartition (a) et proportion (b) d'espaces normaux, partiellement syndactyles et totalement syndactyles differencies au niveau des autopodes droits et
gauches d'embryons traites par 8,5 /ig de vert Janus.
formes a montre que le squelette est normal chez huit embryons, aberrant au
niveau des deux pieds chez 32 embryons (11 embryons presentent la meme
alteration (image en miroir), 21 une alteration differente pour les deux pieds),
au niveau d'un seul pied seulement chez 11 embryons (dans 10 cas c'est le pied
droit, dans 1 cas c'est le gauche).
(2) Dose de 15 jug
Soixante et un des 128 embryons injectes (47 %) ont survecu jusqu'a 18^ jours
d'incubation. Onze (18%) sont normaux. 50 (82%) presentent des alterations
653
La morphogenese du pied de Vembryon de poulet
Pied droit
Pied gauche
i-n
Nb.
de
cas
3C ° ° 0 U 0° ° 0 0°0° ° C
1
Espaccs
III-IV
ii—HE
Nb.
de
cas
Espaces
III-IV
i
:
1—II
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* - * o°o°o ° o°o°O ° o°o°< 3
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° "oV ° °o°o
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49
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80 -
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60-
::::::::::|
ijijij
40 -
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20-
g
ii:::
7
7
4
• 1 °° 1 F M
0 0
, ot
t
Espace normal
Espace partiellement syndactyle
Espace totalement syndactyle
Fig. 2. Repartition (a) et proportion (b) d'espaces normaux, partiellement syndactyles et totalement syndactyles differencies au niveau des autopodes droits et
gauches d'embryons traites par 15 /ig de vert Janus.
des membranes interdigitales ou ont un squelette deficient. En ce qui concerne
les membranes interdigitales, elles sont anormales au niveau des deux pattes
chez 40 embryons: (alteration de meme type dans les deux acropodes) alors
que chez les 10 embryons restants un seul pied est altere (huit droits et deux
gauches). En ce qui concerne le squelette acropodial, parmi les 50 embryons a
pieds malformes, 47 ont des malformations acropodiales dans les deux pieds
(23 montrent une alteration semblable sur les deux pattes, 24 une alteration qui
differe pour les deux pieds), trois embryons ont un seul pied altere (dans deux
cas c'est le pied droit, dans un cas c'est le pied gauche).
654
M.-P. PAUTOU
III
IV
(c)
La morphonenese du pied de Vembryon de poulet
655
(3) Analyse morphologique des membranes interdigitales
Sur les Figs 1 (dose de 8,5 /ig) et 2 (dose de 15/*g) sont representees la
repartition et la frequence des malformations au niveau des trois espaces interdigitaux. Avec l'une et l'autre dose, pour la patte droite comme pour la patte
gauche, la localisation des malformations acropodiales obeit a une stricte
sequence latero-mediane de sorte que seuls les cas suivants se sont presentes:
- seule la membrane III-IV est surdeveloppee (15 cas) (11 cas de syndactylie
partielle, quatre cas de syndactylie totale).
- les deux membranes III-IV et II—III sont alterees (28 cas). Les configurations de ces membranes sont les suivantes: syndactylie partielle dans ces deux
espaces (neuf cas) - syndactylie totale de l'espace III-IV associee a une syndactylie partielle (14 cas) ou totale (cinq cas) de l'espace II—III.
- les trois membranes interdigitales sont alterees.
Lorsque l'espace I—II est partiellement syndactyle (24 cas), l'espace lateral
III-IV est totalement syndactyle et l'espace II—III Test partiellement ou totalement. L'effet le plus prononce se traduit par une syndactylie totale des trois
espaces (124 pieds - 83 %: dose de 15 /tg; 40%: dose de 8,5 /ig).
L'espace lateral III-IV est done le plus frequemment et le plus gravement
atteint de tous les espaces. De plus, avec une dose de 8,5 fig comme avec celle
de 15//.g, l'alteration des trois membranes interdigitales est plus marquee du
cote droit que du cote gauche (membrane III-IV: 100 a droite contre 91 a
gauche, membrane II—III: 93 contre 83 et membrane I—II: 78 contre 70).
FIGURE 3
Morphologie externe et squelette acropodial de pieds alteres par le vert Janus,
(a-/) Fixation 6 jours apres l'injection.
(a-c) Pieds droits d'embryons de poulet traites par 8,5 fig (a, b) et 15 /tg (c) de vert
Janus montrant une hypophalangie au niveau du rayon IV (a) (G x 6), des rayons IV
et III (b) (G x 9), des quatre rayons a la fois (c) (G x 8). L'acropode c represente un
cas d'hypophalangie maximale (formule 1233).
(d-f) Pieds droits et gauches d'embryons de poulet traites par 8,5 /*g de vert Janus
montrant une hypophalangie des rayons IV et III associee a une hyperphalangie du
rayon II (d) ou I (e et/) (Gx 7,5).
(g, h) Pieds de 17,5 jours d'incubation dont les membranes II—III et III-IV sont
totalement syndactyles (8,5 /*g). La membrane I-II est surdeveloppee (syndactylie
partielle) mais la griffe est encore presente et normale sur l'orteil I. Les orteils
II-I1I-IV ne portent plus de griffe terminale. Noter la differentiation de griffes ectopiques (fleche) a l'apex de l'orteil III (g) (G x 5).
(/) Pied de 18,5 jours d'incubation dont les quatre orteils sont etroitement reunis
les uns aux autres dans un manchon tegumentaire. Les orteils II—III et IV ne
presentent plus de griffe. L'orteil I griffu est soude sur toute sa longueur (griffe comprise) a l'orteil II (G x 5).
Remarquer les perturbations du patron scutellaire.
656
M.-P. PAUTOU
Nombre
de
phalanges
en exces
ou
en defaut
Pied droit
Pied gauche
Orteil
Orteil
IV
III
II
22
20
47
' 31
•2"
.
I
IV
III
46
17
19
24 '
32
KB
+1
0
-1
19 -
-2
10,
47
I
47
43
•B • •
?• v*
10
:
100 -
II
47
46
43
80 34
60 - 29
40 -
32
31
20
17
19
20 2
3
M
Orteil hyperphalangique
li::::::H Orteil normal
l^ffXM Orteil hypophalangique
Fig. 4. Repartition (a) et proportion (6) d'orteils hypophalangiques normaux et
hyperphalangiques differencies au niveau des palettes autopodiales d'embryons
de poulet traites par 8,5 /*g de vert Janus.
(4) Analyse morphologique des rayons autopodiaux
L'une et l'autre dose aboutissent a des malformations semblables. Les
pieces metatarsiennes ne presentent pas de perturbations notables (tres legere
reduction de taille mais nombre toujours normal). Au contraire, la longueur des
orteils acropodiaux est reduite principalement a cause d'hypophalangies de
l'un ou de plusieurs des rayons. Ce type d'alteration, deja signale dans des
travaux anterieurs (Menkes & Deleanu, 1964; Deleanu, 1965; Pautou, 1968) est
parfois accompagne, sur un meme pied, d'hyperphalangie des orteils I et
(ou) II.
Dans cette analyse, a etc considere comme orteil normal un rayon acropodial
nanti du nombre normal de phalanges, meme si la phalange terminale griffue
ou non est reduite en longueur (Fig. 3). L'hypophalangie se traduit par
l'absence d'une ou de deux phalanges distales. La phalange apicale d'un orteil
hypophalangique a une morphologie de phalange intermediaire (apex non
La morphogenese du pied de Vembryon de poulet
657
Tableau 1. Formule squelettique des orteils et aspect des membranes interdigitaies
apres traitement au vert Janus (8,5 ou 15 jug). Tableau recapitulatif
Squelette acropodial
Orteil
Membranes interdigitales
Nombre de
cas
I
II
III
IV
I-Il
II-III
III-IV
N
10
2
3
4
5
N
N
N
1
8
11
1
1
2
3
4
5
N
S
S
3*
3
4
5
N
N
S
S
s
s
s
1
A
3
5
1
1
2
3
4
4
N
N
N
S
N
N
S
2A
2B
3
3
4*
4
4
4
4
s
s
1
8
8
2
2
3
3
5
N
N
S
2
4*
3
5
s
2
2
65
13
2
1
2
3
3
4
N
N
S
4
3*
2
3*
2
4*
3
3
3
3
3
4
4
4
3
3
4*
13
3
3
3
9
10
1
2
2
3
4
2
3*
2
2
3
3
3
4
5
2
10
1
1
2
2
3
3
4
3
cas aberrant
1
1
3
3
4
4
s
s
s
N
s
s
s
s
s
s
s
s
s
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s
s
00
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N
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s
s
s
s
s
s
s
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s
s
s
s
s
s
s
s
s
s
s
s
oo
3*
2
s
C/3
Type de
malformation
N: membrane normale. S : membrane syndactyle.
* Le chiffre porteur d'un Jasterisque indique un etat hyperphalangique.
acumine). L'hyperphalangie se manifeste par le developpement d'une seule
phalange supplementaire. La phalange apicale, effilee et de taille reduite, porte
toujours une griffe.
Les pieds malformes sont frequemment (113 cas sur 202) nantis de pieces
cartilagineuses ectopiques, inserees avec une remarquable regularite sur le
bord median de la penultieme phalange de l'un quelconque ou de plusieurs des
quatre orteils (Fig. 3).
658
M.-P. PAUTOU
La repartition et la frequence des cas d'hypo et d'hyperphalangie sont
representees sur la Fig. 4 (dose de 8,5 jug) et la Fig. 5 (dose de 15 fig). Pour le pied
droit, comme pour le pied gauche, l'hypophalangie frappe surtout la portion
laterale de l'acropode (orteils III et IV: 156 et 152 cas) (orteils II et 1: 32 et
13 cas).
Une absence de deux phalanges ne s'observe qu'au niveau de l'orteil IV
(39 cas). De plus, l'hypophalangie ne frappe simultanement les quatre orteils
qu'avec la plus forte des deux doses utilisees. Comme dans le cas des membranes
interdigitales, avec une dose de 8,5 ou de 15 fig de vert Janus, les quatre orteils
du pied droit sont toujours plus alteres que ceux du pied gauche.
Outre l'hypophalangie, un certain nombre de pieds (24) (8,5 fig: 16 cas - 15
fig: 8 cas) portent des orteils hyperphalangiques. Cette hyperphalangie affecte
exclusivement les orteils I (Fig. 3e,f) et II (Fig. 3d) et plus souvent l'orteil I
(19 cas) que l'orteil II (six cas). A l'exception d'un seul, tous les pieds porteurs
d'un ou de deux orteils hyperphalangiques sont par ailleurs frappes d'hypophalangie sur les orteils III et (ou) IV.
B. Relations entre les malformations du squelette acropodial et celles des
membranes interdigitales. Repercussion de ces malformations sur la longueur
de Vacropode
D'etroites relations peuvent etre etablies entre les malformations de gravite
croissante du squelette acropodial et celles des membranes interdigitales.
L'examen compare des alterations des 202 pieds fait apparaitre les donnees
suivantes (Tableau 1). L'administration de 15 fig comme celle de 8,5 /ig de vert
Janus determine, dans la majorite des cas (192 pieds), des malformations des
membranes (syndactylies) et des rayons autopodiaux (hypophalangies) qui ont
pu etre regroupees selon cinq types de gravite croissante:
Type 1
L'effect le plus benin du vert Janus se manifeste par une alteration, a des
degres divers, des trois membranes (20 cas) sans qu'il y ait hypophalangie de
l'un quelconque des rayons. La membrane III-IV peut etre la seule malformee
(syndactylie partielle: (six cas), totale: (deux cas)). L'effet s'etend ensuite aux
deux membranes III-IV et II—III (11 cas), puis enfin, plus rarement, aux
trois membranes (un cas).
Type 2
Une hypophalangie des orteils IV (type 2 A) ou III (type 2B) (absence de la
phalange porteuse de la griffe: (30 cas)) est tres rarement associee a des membranes normales (un cas). Dans la tres grande majorite des cas (29), ces membranes sont affectees dans le sens latero-median. Seul l'espace III-IV peut etre
altere (cinq cas), ou les espaces III-IV et II—III (11 cas) ou enfin les trois
espaces (13 cas).
La morphogenese du pied de Vembryon de poulet
Nombre
de
phalanges
en exces
Pied gauche
Pied droit
Orteil
Orteil
IV
III
II
9
5
37
43
-1
31
45^
12
4
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10
en defaut
IV
III
2
2
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'
39
48,
I
II
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+1
0
659
33
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38
9 '
-.15
9
48
45
48
43
41
38
37
33
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12
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9
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3
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0
- 1—I.
.
3
F7] 1 1
V/////-7//A Orteil hyperphalangique
i;;;;;;';i'!l oneii normal
l'viS;v;.| Orteil hypophalangique
Fig. 5. Repartition (a) et proportion (b) d'orteils hypophalangiques normaux et
hyperphalangiques differencies au niveau des palettes autopodiales d'embryons
de poulet traites par 15 /tg de vert Janus.
Type 3
Lorsque les orteils III et IV sont hypophalangiques (86 cas) (formule phalangique 2-3-3-4 ou 2-3-3-3), la membrane III-1V n'est jamais normale (deux
cas: syndactylie partielle); les deux membranes III-IV et II—III sont alterees
(six cas), dans la plupart des cas (78) les trois membranes montrent des malformations.
Type 4
C'est essentiellement avec la forte dose (15 /^g) (15 jug: 14 cas, 8,5/tg: cinq
cas) que Ton obtient une hypophalangie des orteils IV, III et II de formule
2-2-3-4 ou 2-2-3-3 qui est toujours associee a une syndactylie totale des trois
membranes interdigitales.
660
M.-P. PAUTOU
,
. Orteil I
•-—• Orteil II
• ••••« Orteil III
•
• Orteil IV
® Orteil hypophalangique
/o
100
50
N
2A
2B
•»—
—'
5
Type de malformation
Fig. 6. Reduction progressive (en %) de la longueur des orteils en fonction du type
d'alteration de l'acropode, apres traitement au vert Janus (8,5 et 15 /*g). En abscisse,
les divers types d'acropodes: N: acropode d'apparence normale; 1 a 5, types de
malformations, pour leur description, voir texte, pages 10 a 12.
Type 5
Une hypophalangie des quatre orteils ((12 cas): formule 1-2-3-4 ou 1-2-3-3)
n'a ete obtenue qu'avec la dose de 15/*g et se trouve toujours associee a une
syndactylie totale des trois membranes interdigitales. Ce sont des cas extremes
d'alteration, qui donnent a l'acropode une configuration d'orteils tronques
etroitement engaines. Un seul cas de palette autopodiale n'a pas obei a cette
sequence latero-mediane. Dans ce cas aberrant de formule 1-3-3-4, seul l'orteil
II n'est pas hypophalangique, les membranes sont toutefois toutes alterees.
Vingt-quatre acropodes (Tableau 1) montrent une hyperphalangie des orteils
I ou II (23 cas) ou I et II (1 cas) associee a une hypophalangie des rayons IV,
III et II. De ce fait ces acropodes peuvent etre eventuellement replaces parmi les
types de malformations decrites precedemment. Un cas est alors a placer avec
le type 1, quatre cas avec le type 2, 18 cas avec le type 3, un cas avec le type 4.
Enfin, afln d'evaluer Faction du vert Janus sur la croissance generate de
l'autopode, j'ai compare entre \2\ et 13| jours la longueur des orteils et des
membranes d'autopodes traites (88 cas) a celles des orteils et des membranes
correspondantes d'autopodes temoins d'age correspondant (sept cas).
La Fig. 6 montre clairement qu'un pied d'apparence normale porte par un
embryon traite au vert Janus se caracterise par la reduction preferentielle de la
longueur de l'orteil III (de 10%). Cette reduction s'accentue et s'etend aux
orteils II et IV des que, dans le type 1, accompagnant un equipement squelet-
La morphogenese du pied de Vembryon de poulet
661
tique autopodial encore complet, une ou plusieurs membranes sont surdeveloppees.
De plus, l'absence d'une ou de deux phalanges se traduit toujours par une
reduction correspondante de longueur de l'orteil. Les mesures effectuees au
niveau des membranes interdigitales montrent que des membranes classees
comme normales dans le bilan precedent (chapitre A) ne presentent pas de
modification de taille par rapport a des membranes normales.
Les membranes anormales sont d'autant plus longues que la syndactylie est
plus prononcee. Dans le cas de syndactylie partielle, elles sont en moyenne
allongees d'un tiers; leur longueur est doublee, en moyenne, dans les cas de
syndactylie totale.
Seize cas d'hyperphalangie ont ete analyses afin de suivre les repercussions
de ce type d'alteration sur la longueur des orteils I et II. Les mesures obtenues
montrent que cette hyperphalangie n'entraine pas d'allongement des orteils.
Leur taille est voisine de celle de l'orteil normal correspondant (4 sur 16), voire
le plus souvent (12 cas) legerement reduite (de 10%).
DISCUSSION ET INTERPRETATION
Par ses effets deleteres previsibles et ordonnes sur l'acropode du poulet, le
vert Janus est un agent teratogene remarquable qui permet d'analyser avec
rigueur certains types de malformations acropodiales comme les syndactylies
ou les hypophalangies et d'en mieux comprendre la genese.
Les injections de vert Janus realisees dans cette etude ont provoque dans
l'autopode du poulet des malformations des membranes interdigitales et du
squelette acropodial. Les observations recueillies confirment et completent les
donnees deja mentionnees dans les travaux anterieurs de Menkes & Deleanu,
1964; Deleanu, 1965; Saunders & Fallon, 1966; Kieny & Pautou, 1970, a
savoir: formation de membranes surdeveloppees en longueur seulement se
localisant d'abord dans l'espace III-1V, mais pouvant s'etendre dans les trois
espaces de l'acropode. La modification teratologique du nombre des phalanges
se traduit le plus frequemment par une hypophalangie (-1 ou -2 phalanges)
qui affecte preferentiellement les orteils III et IV, mais peut egalement frapper
les quatre orteils. II peut se produire de surcroit une hyperphalangie de l'orteil
I ou II, rarement des deux orteils a la fois. Ce type d'alteration, qui apparait
surtout avec une dose de 8,5 jag, est toujours associe a des membranes surdeveloppees. II convient de remarquer que l'installation de ces malformations,
membranes surdeveloppees et hypophalangies, se realise dans le meme sens
latero-median dans les acropodes droits que dans les gauches. Ce fait permet de
dresser, pour chaque type de malformation, une sequence commune englobant
toutes les phases de progression de cette alteration. ]1 faut cependant noter que
l'analyse separee du pied droit et gauche a permis de deceler, dans pres de 30 %
des cas, une frequence et une intensite plus grande des alterations du pied droit.
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M.-P. PAUTOU
Dans la majorite des cas cependant, ces malformations sont parfaitement
symetriques. Cette analyse montre enfin que les effets teratogenes du vert Janus
se traduisent par l'installation, dans le sens latero-median, d'une serie conjuguee
de malformations des membranes interdigitales et des rayons acropodiaux, le
degre final des alterations correspondant a un squelette acropodial tronque et
a des membranes interdigitales etroites et engainantes.
Les mesures comparees de longueur des membranes interdigitales et du
squelette acropodial d'embryons traites et non traites permettent de montrer
que le vert Janus retarde legerement la croissance des membres du poulet. Cette
observation deja mentionnee par Menkes & Deleanu en 1964 (diminution
globale de la taille des embryons) se traduit ici, au niveau d'autopodes apparemment normaux, par une reduction de la longueur des pieces squelettiques (de
2 % a 10 %), surtout pour l'orteil III. Les membranes interdigitales de ces pattes
ne sont pas touchees par ce retard de croissance. Elles sont sensiblement de
meme longueur que celles de pattes temoins non traitees. 11 ne semble done pas
que Ton puisse associer abaissement du taux de croissance et apparition des
malformations dans le membre du poulet (Zwilling, 1956). Dans le cas present,
1'inhibition de croissance parait se surajouter a des effets specifiques (alteration
des membranes et hypo- ou hyperphalangies) du colorant sur le membre.
L'analyse des malformations obtenues montre que le vert Janus agit sur
deux mecanismes importants qui regissent la morphogenese de l'autopode: a
savoir la necrose morphogene interdigitale et la croissance apicale. Le premier
de ces processus est bloque dans sa phase initiale, e'est-a-dire lors de la mise en
place des zones de necrose (Kieny & Pautou, 1970; Pautou, 19756): stade B a F:
7 jours a 1\ jours. Une atteinte mitochondriale (Braun, Erdelyi & Udvardy,
1967) rapide des cellules ectodermiques et mesodermiques (Pautou & Kieny,
1971; Fallon, 1972a; Pautou, 19756), qui s'intensifie pendant les 48 h suivantes,
doit etre associee (Ouchi, Selvaraj & Sbarra, 1965) a cette inhibition plus ou
moins forte de la mort cellulaire et du nombre et de l'activite des phagocytes.
Mes recherches (Pautou, 1975 a) ont montre que cette necrose interdigitale
normale produit une veritable regression (raccourcissement) des membranes
interdigitales, de courte duree (36 h environ), qui contribue a la liberation rapide
des orteils. La mort cellulaire programmed et l'activite phagocytaire qui
l'accompagne etant considerablement perturbee, l'involution des membranes est
imparfaite (syndactylie partielle) ou inexistante (syndactylie totale).
En ce qui concerne les hypophalangies, la sequence des phalanges differenciees
indique indirectement a quel moment la croissance acropodiale apicale a ete
bloquee. Ce blocage ne s'operant pas anarchiquement dans la portion distale
de l'acropode, mais de maniere uniforme a l'apex des quatre orteils. La chondrification de l'axe squelettique des phalanges progresse en effet en direction
proximo-distale par vagues caudo-cephaliques successives (Pautou, \915d). On
obtient ainsi, a des stades determines des configurations squelettiques de types
suivants: l-2*-3-3 (stade H: 8 jours+ 2 h), 2*-3*-4*-4* (stade I: 8 jours+ 8 h),
La morphogenese du pied de Vembryon de poulet
663
2-3*-4*-5* (stade J: 8 | jours+ 4 h). (Le chiffre porteur d'un asterisque indique
la presence d'une phalange distale en cours de chondrification). II apparait
alors qu'une forte hypophalangie de formule 1-2-3-3 correspond a un arret
de la croissance apicale au stade H (vers 8 jours d'incubation), line hypophalangie des orteils II-III-IV (2-2-3-3) ou III et IV seulement (2-3-3-3)
correspond a un arret de la differenciation proximodistale des phalanges entre
les stades H et I (sensiblement entre 8 jours et 8 | jours d'incubation). Une
hypophalangie qui ne touche que l'orteil III ou IV peut etre associee a un
arret de la differenciation proximo-distale de ces orteils entre les stades I et J
(sensiblement vers 8J jours d'incubation). Ce blocage de la croissance apicale
s'opere done plus ou moins rapidement; 36 h apres l'injection si la dose est
de 15 /4g, plus generalement 40 h apres l'injection avec les deux doses de vert
Janus et 48 h apres l'injection lorsque la dose est de 8,5 fig.
S'ajoutant a l'inhibition de la necrose morphogene, la croissance apicale est
done elle-meme bloquee entre 8 jours et 8£ jours d'incubation, lorsque les
phalanges distales des divers rayons sont en cours de chondrification.
Des bourgeons de patte soumis a des memes doses de vert Janus ont ete
recemment analyses en coupe semi-fine. Les observations recueillies et qui seront
publiees ulterieurement (Pautou, 19756) montrent des alterations ectodermiques et mesodermiques apicales pouvant etre mises en rapport avec les divers
degres d'hypophalangie decrits dans cette analyse.
Pour expliquer l'hyperphalangie des orteils I et II, qui se produit rarement
(17% des cas), je formule l'hypothese suivante: la necrose morphogene interdigitale de l'espace I—II et celle du bord cranial de la palette sont bloquees dans
leur progression vers l'apex des rayons I et/ou II, de sorte que la mort cellulaire
et la phagocytose ne s'installent a l'apex des rayons avec un certain retard ou
n'y parviennent jamais. Ainsi, la crete apicale ectodermique de ces rayons, avant
d'etre affectee directement par le vert Janus, peut poursuivre son activite audela du de'lai normal et entrainer ainsi une continuation anormale de la
morphogenese distale.
Les perturbations provoquees par le vert Janus montrent done indirectement
que le developpement de l'acropode du poulet est remarquablement structure
dans le temps. Un blocage temporaire de l'un des mecanismes a un retentissement
profond et irreversible sur le programme de la morphogenese.
RESUME
Le vert Janus, injecte dans la cavite amniotique de l'embryon de poulet de 6\ jours,
a raison de 8,5 ou 15 /tg, provoque des malformations du pied dans 55 % et 82 % des cas
respectivement. II s'agit de syndactylie partielle ou totale des tissus mous, d'hypophalangie
et rarement d'hyperphalangie. Syndactylie et hypophalangie affectent d'abord et plus
frequemment les orteils lateraux, ensuite et plus rarement les medians. L'hyperphalangie ne
touche que les orteils I et II et reste de faible envergure (une phalange excedentaire). Les orteils
syndactyles sont reunis par une membrane interdigitale non ou partiellement regressee. Les
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664
M.-P. PAUTOU
orteils hypophalangiques presenters a leur extremite une phalange distale tronquee (non
acuminee); il leur manque deux phalanges au plus.
Ces malformations sont dues a deux phases distinctes de l'action du vert Janus. La
premiere, precoce et rapide, inhibe la mort cellulaire programmee interdigitale, d'ou non
regression des membranes interdigitales et syndactylie. La seconde, tardive et plus lente,
bloque la croissance apicale d'ou hypophalangie.
Ce travail a ete effectue avec l'aide de la DGRST (Action complementaire coordonnee:
Biologie de la reproduction et du developpement, conventions N° 71-7-3024 et 73-7-1661).
Ce memoire represente une partie de la these qui sera soutenue par l'auteur devant
l'Universite scientiflque et medicale de Grenoble pour l'obtention du grade de docteur
d'Etat es Sciences.
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