J.Embryo!, exp. Morph., Vol. 14, Part 3, pp. 247-253, December 1965
P rinted in Great Britain
Etude dissociations heterologues de Furetere et
de differents mesenchymes de Fembryon de poulet,
par la technique des greffes chorio-allantoidiennes
par SIMONE BISHOP-CALAME1
Laboratoire d'Embryologie et de Teratologie expe'rimentales du College de France et du
C.N.R.S. Directeur: Professor Etienne Wolff
AVEC UNE PLANCHE
DES recherches recentes effectives dans de nombreux laboratoires ont permis de
mettre en evidence les interactions morphogenes qui s'exercent entre les deux
composants, epithelial et mesenchymateux, d'une jeune ebauche en cours de
differenciation. Ces travaux, utilisant la technique de digestion partielle par la
trypsine qui permet de dissocier une jeune ebauche en ses deux composants
(Moscona, 1952), confirment les resultats obtenus par Grobstein (1953,1955)sur
les glandes salivaires et le metanephros de l'embryon de souris. Us etablissent
les faits suivants:
Chaque element, epithelial ou mesenchymateux, d'une jeune ebauche determinee ne se differencie pas a l'etat isole, qu'il soit cultive in vitro (Auerbach,
1960; Dameron, 1961; Calame, 1961; Sigot, 1962), ou greffe sur la membrane
chorio-allantoidienne de l'embryon de Poulet (Calame, 1961). La reassociation
des deux elements entre eux permet la differenciation de l'ebauche. Des associations heterologues d'epithelium avec des mesenchymes d'organes differents
permettent de tester la specificite des interactions demontrees. Chaque element
epithelial d'une ebauche n'atteint generalement un developpement normal qu'en
presence de son propre mesenchyme (ibid.). II existe done une specificite
certaine, bien que variable suivant les cas, du mesenchyme vis-a-vis de l'epithelium
De telles etudes de reassociations heterologues ont permis, en outre, des constatations tres interessantes, bien que les resultats soient plus fragmentaires, sur les
transformations morphologiques d'un epithelium en presence d'un mesenchyme
etranger. (McLoughlin, 1961; Sigot, 1963). Ces resultats semblent indiquer que
le mesenchyme non seulement maintient le type morphologique de l'epithelium
avec lequel il est normalement associe, mais aussi un mesenchyme etranger peut,
dans certains cas, influer sur la nature de la differenciation de l'epithelium.
1
Adresse de Vauteur: Poultry Husbandry Laboratory, University of California, Davis,
California, U.S.A.
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SIMONE BISHOP-CALAME
Les recherches que nous presentons ici ont pour but d'etudier cette hypothese.
Nous avons realise des associations heterologues entre l'uretere et le mesenchyme
des ebauches pulmonaire, intestinale et proventriculaire.
Reciproquement, l'epithelium peut-il avoir une action inductrice specifique sur
un mesenchyme etranger ?
II existe des interactions particulierement nettes entre l'epithelium et le mesenchyme de l'ebauche metanephretique: le mesenchyme permet la ramification
dichotomique de l'uretere qui, en retour, induit des tubules secreteurs dans le
mesenchyme. Nous etudierons done ici l'aspect histologique et la ramification de
l'uretere en reassociation heterologue, en les comparant aux resultats des reassociations homologues. D'autre part, nous etudierons la competence des mesenchymes etrangers a former des tubules secreteurs en presence de l'uretere.
MATERIEL ET METHODES
La technique employee a ete precedemment decrite (Calame, 1961).
Les differentes ebauches sont prelevees sur des embryons de poule Leghorn
blanche de cinq jours d'incubation. Apres dissection, les ebauches sont plongees
dans une solution de trypsine Difco 1/250, a une concentration de 1,5 o/oo dans du
liquide de Tyrode sans sels de calcium ni de magnesium. Apres trois minutes de
traitement a 37°, les ebauches sont transferees dans un bain de Tyrode ordinaire.
La dissociation est obtenue en detachant delicatement l'epithelium du mesenchyme qui l'entoure. On obtient dans ces conditions une tres bonne separation de
l'uretere du mesenchyme metanephretique. Les elements dissocies sont ensuite
plonges dans un melange a parties egales de serum de cheval et de liquide de
Tyrode ou ils sejournent pendant 15 min. Trois lavages successifs dans du
liquide de Tyrode completent le traitement. Les differents elements a reassocier
sont alors groupes sur un milieu de culture standard sur lequel une membrane
vitelline a ete etalee. (Wolff, 1961). Ils se soudent entre eux apres 12 hr. de
culture et l'ensemble ainsi reassocie, est greffe sur la membrane chorio-allantoidienne d'un embryon de Poulet de 7 jours.
Les greffons sont preleves apres 4 a 8 jours de greffe.
Les coupes histologiques sont colorees a Phemalum-eosine.
RESULTATS
Etude de Vuretere, greffe seul ou en association avec differents mesenchymes
Uretere greffe seul
L'uretere greffe seul sur la membrane chorio-allantoidienne d'un embryon de
Poulet apres le meme traitement que les ebauches reassociees, ne se developpe pas.
Apres trois jours de greffe, sa taille est approximativement celle qu'il avait au
depart. C'est un tube etroit et non ramifie, forme d'un epithelium simple,
cylindrique. Les cellules mesenchymateuses de la membrane chorio-allantoidienne ne forment pas de condensations particulieres autour du greffon (Fig. 1).
J. Embryol. exp. Morph.
Vol. 14, Part 3
EXPLICATION DE PLANCHE
m.ch.all.—membrane chorio-allantoidienne; u—uretere; end. ch.—endoderme chorioallantoidien; m.in.—mesenchyme intestinal; ram. 11,111—rameaux secondaires, tertiaires;
t.s.—tubules secreteurs; m.p.—mesenchyme proventriculaire.
1. Aspect de l'uretere apres trois jours de greffe dans l'epaisseur de la membrane chorioallantoidienne. Gross, x 450.
2. Ramification de l'uretere associe au mesenchyme metanephretique apres quatre jours de
greffe. Gross, x 225.
3. Differentiation d'une association de l'uretere avec le mesenchyme metanephretique apres
5 jours de greffe. Gross, x 180.
4. Aspect de l'uretere associe au mesenchyme de l'ebauche intestinale apres quatre jours de
greffe. Gross, x 225.
5. Aspect de l'uretere associe au mesenchyme de l'ebauche proventriculaire apres 8 jours de
greffe. Gross, x 450.
6. Differenciation d'un ilot de tubules nephretiques dans le mesenchyme de l'ebauche
pulmonaire associe a l'uretere apres 4 jours de greffe.
SIMONE BISHOP-CALAME
{Facing page 249)
Associations de Vuretere et de mesenchymes
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Associations homologues: uretere associe au mesenchyme metanephretique
Apres quatre a six jours de greffe, on obtient une differentiation metanephretique dans 60 pour cent, des cas, l'uretere forme des ramifications dichotomiques secondaires ettertiaires (Fig. 2). On peut observer le rameau principal,
qui reste etroit; il est forme d'un epithelium simple cylindrique, a petites cellules
cubiques dont les noyaux sont basaux. II en est de meme des rameaux de meme
structure qui en sont issus. Autour des ramifications tertiaires de l'uretere
s'organisent les ilots de tubules secreteurs. On peut noter leur forme en Scaracteristiqueet la formation de glomerules (Fig. 3). Cet aspect est tout a fait semblable
a celui du metanephros de meme age in vivo.
Associations heterologues
(1) Uretere associe au mesenchyme de Vebauche pulmonaire. Le mesenchyme de
l'ebauche pulmonaire, greffe sur la membrane chorio-allantoidienne, soit seul,
soit en reassociation avec l'uretere, se disperse et forme une trame beaucoup plus
lache que dans l'ebauche originelle. Le greffon forme alors dans la membrane une
hernie translucide caracteristique de ce mesenchyme.
L'uretere apres quatre jours de greffe dans le mesenchyme pulmonaire est un
tube elargi, qui presente quelques ramifications non dichotomiques et tres
irregulieres. L'epithelium ureteral est un peu irregulier avec des noyaux qui ne
sont pas tous basaux. Dans quelques cas ou une partie du greffon est reste a la
surface de la membrane chorio-allantoidienne, le mesenchyme est beaucoup plus
dense et on observe, dans ce cas, un epaississement de l'epithelium ureteral.
(2) Uretere associe au mesenchyme de Vebauche intestinale. Nous avons
utilise pour ces experiences le fragment d'intestin posterieur compris entre
Tombilic et le cloaque. Le mesenchyme de l'ebauche intestinale est form6 d'une
tunica propria a petites cellules formant un tissu dense; elle est entouree de couches
musculaires cylindriques. La reassociation greffee, reste tres compacte.
Apres quatre et huit jours de greffe, l'uretere place au niveau de la tunica propria
au moment de la reassociation, est devenu un tube a lumiere large et a parois tres
epaissies. L'epithelium presente une pseudostratification nette; les cellules
epitheliales, hautes, a cytoplasme abondant, se chevauchent les unes les autres de
sorte que les noyaux se repartissent sur plusieurs niveaux. Ce tube emet parfois
des ramifications courtes de meme structure mais forme plus souvent des anses
irregulieres. On note des mitoses tres abondantes dans cet epithelium. Une
condensation particulierement importante de cellules mesenchymateuses forme
une couche intensement coloree autour de l'epithelium dont il epouse les circonvolutions. On y observe aussi de nombreuses mitoses (Fig. 4).
(3) Uretere associe au mesenchyme de Vebauche proventriculaire. Le mesenchyme de l'ebauche proventriculaire comprend egalement une tunica propria
entouree d'une couche musculaire; il forme avec l'uretere un greffon tres compact.
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SIMONE BISHOP-CALAME
Apres quatre et huit jours de greffe, l'uretere est un tube tres elargi dont les
parois presentent de nombreux replis. L'epithelium est tres epaissi et presente en
de nombreux points une stratification tres nette. Des cellules mesenchymateuses
forment un reseau tres dense et fortement colore autour de l'epithelium (Fig. 5).
Etude de la reaction du mesenchyme en presence de l'uretere.
(1) Mesenchyme de Vebauche pulmonaire Nous avons decrit dans le paragraphe
precedent l'aspect general de ce mesenchyme en greffe chorio-allantoidienne.
Nous observons, de plus, dans ce mesenchyme pulmonaire, la differenciation
d'un ilot de tubules d'aspect nephretique dans 12 cas sur les 20 cas de reassociations avec l'uretere etudies. Ces ilots, isoles et bien delimites dans le mesenchyme,
sont composes d'une dizaine de tubules et de quelques glomerules. Leur aspect
un peu atypique est cependant nettement nephretique. Ces ilots ne sont pas au
contact immediat de l'uretere qui forme cependant quelquefois des ramifications
a ce niveau (Fig. 6).
Le mesenchyme de l'ebauche pulmonaire, greffe seul, ne differencie jamais de
telles formations. II est probable que l'uretere a induit des tubes contournes dans
le mesenchyme pulmonaire.
(2) Mesenchyme de Vebauche proventriculaire. En greffe, les cellules de la
tunica propria et de la couche musculaire sont souvent intriquees. Dans deux cas,
ce mesenchyme differencie un groupe de tubules nephretiques sous Tinfluence
inductrice probable de l'uretere primaire.
(3) Mesenchyme de Vebauche intestinale. Nous n'avons jamais observe de
differenciation de tubules nephretiques dans ce mesenchyme.
DISCUSSION
L'absence de differenciation de l'epithelium en presence d'un mesenchyme
etranger a permis a plusieurs auteurs de demontrer le role du composant mesenchymateux de la jeune ebauche embryonnaire. Nous confirmons ces resultats.
Nous demontrons de plus le role actif du mesenchyme et la malleabilite de
l'epithelium ureteral au stade etudie: en effet, l'epithelium ureteral, simple,
cylindrique en presence du mesenchyme metanephretique, acquiert une structure
pseudostratifiee, a cellules hautes, qui se chevauchent les unes les autres, en
presence du mesenchyme intestinal et proventriculaire.
Cet epithelium pseudostratifie est de meme type que les epitheliums intestinal
et proventriculaire, normalement au contract de leur propre mesenchyme. Des
etudes ulterieures doivent nous permettre de preciser la nature et l'ampleur de ces
transformations morphologiques.
Nous n'obtenons pas de telles transformations en presence des mesenchymes de
la chorio-allantoide ou du poumon. II s'agit done la d'une reaction specifique en
presence de certains mesenchymes.
Associations de Vuretere et de mesenchymes
251
Cette reaction epitheliale n'est pas limitee a l'uretere. Dans certains cas, le
mesenchyme greffe se trouve directement au contact de l'epithelium chorionique;
a ce niveau precis, l'epithelium chorionique a aussi tendance a devenir pluristratifie.
De quelle fagon le mesenchyme excerce-t-il son action ?
L'hypothese selon laquelle le materiel extracellulaire, secrete par les cellules
mesenchymateuses, joue un role important dans l'orientation et l'arrangement des
cellules epitheliales (McLoughlin, 1961; Grobstein, 1961; Dodson, 1963) semble
pouvoir s'appliquer ici. Les resultats de Marin et Sigot (1963), de Marin et
Dameron (1965) montrent d'une maniere frappante le role organisateur d'un
exsudat secrete par certains mesenchymes. Nous observons une accumulation
particuliere de cellules mesenchymateuses autour de l'epithelium ce qui suppose
une reorganisation active de ces cellules. Elles montrent une coloration intense et
forment parfois une nappe homogene autour de l'epithelium. Des recherches se
poursuivent pour determiner la nature du materiel secrete par ces cellules.
L'induction de tubules nephretiques dans le mesenchyme de l'ebauche pulmonaire demontre l'action specifique que peut avoir un inducteur epithelial sur un
mesenchyme etranger. Ce resultat appelle cependant les remarques suivantes: au
stade de l'intervention, le proventricule et le poumon se distinguent grace a la
morphologie generate de leur epithelium. Mais leur mesenchyme est peut-etre
encore indifferent et capable de reagir a de nombreuses influences inductrices, en
particulier a celle de l'uretere, bien que la transformation de l'epithelium en une
formation de type pulmonaire ou gastrique apporte la preuve d'une determination
precise des mesenchymes.
On doit remarquer que les mesenchymes du poumon, du proventricule et du
pronephros sont voisins les uns des autres a ce stade. Us peuvent conserver de
larges potentialites de differenciation; celles-ci peuvent etre les memes pour les
trois territoires. On pourrait meme supposer que des fragments de mesenchyme
du pronephros ont pu etre incorpores aux mesenchymes pulmonaire et proventriculaire et continuent a se differencier. Cette hypothese peut cependant etre
ecartee, car le pronephros a ce stade est en voie de complete regression. Meme
dans l'hypothese, peu probable, ou du mesenchyme de cette region aurait ete
preleve, sa differenciation en tubules nephretiques n'en serait pas moins le fait
d'une induction specifique de l'uretere.
Enfin, l'eventualite d'une participation de la membrane chorio-allantoidienne,
dont on connait les potentialites multiples (Moscona, 1960), a la differenciation
des tubules nephretiques a ete envisagee et rejetee a la suite de l'experience
suivante: une association d'uretere et de mesenchyme pulmonaire a ete greffee
emballee dans la membrane vitelline qui a servi a la culture. L'association se
developpe ainsi independamment de la chorio-allantoide Nous avons obtenu
dans ce cas une differenciation nephretique dans le mesenchyme.
Les tubules induits sont done bien formes par le materiel mesenchymateux
associe a l'uretere.
252
SIMONEBISHOP-CALAME
RESUME
1. L'uretere de l'embryon de Poulet greffe seul sur la membrane chorioallantoidienne ne se differencie pas. II conserve une structure d'epithelium simple
cylindrique.
2. L'association homologue de l'uretere avec le mesenchyme metanephretique,
greffee sur la membrane chorio-allantoidienne, differencie un metanephros dans
60 pour cent, des cas.
3. En association heterologue, l'uretere reagit differemment suivant les differents mesenchymes, pulmonaire, proventriculaire et intestinal auquel il est
associe. II a tendance a se pseudostratifier au contact du mesenchyme des
ebauches intestinale et proventriculaire, et a former des structures en rapport avec
l'origine de ces mesenchymes,
4. Le mesenchyme de Pebauche pulmonaire et de l'ebauche proventriculaire
differencient des tubules nephretiques secondaires lorsqu'ils sont associes a
l'uretere.
SUMMARY
Associations of the ureter and different kinds of mesenchyme of the fowl embryo
studied by chorio-allantoic grafting
1. The ureter of the fowl embryo does not undergo differentiation when
grafted onto the chorio-allantoic membrane. It remains a cylinder of simple
epithelium.
2. Ureter and metanephrogenic mesenchyme in (homologous) association on
the chorio-allantoic membrane differentiate into metanephros in 60 per cent of
cases.
3. Ureter associated with other (heterologous) mesenchymes will react differently according to the mesenchyme concerned. It tends to become pseudostratified in contact with intestinal or proventricular mesenchyme and to form
structures corresponding to the origin of the mesenchyme.
4. Pulmonary and proventricular mesenchyme form secondary nephric
tubules when associated with ureter.
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