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La mystérieuse crête neurale : pourquoi l'appelle-t-on la « ligne de vie et de mort » des vertébrés ?
La crête neurale est une structure traditionnellement appelée « ligne de vie et de mort » des vertébrés, car elle joue un rôle essentiel dans le développement des vertébrés. Cette structure est un renflement de courte durée qui se forme entre l’épiderme ectodermique et la plaque neurale et joue un rôle essentiel dans le développement des vertébrés.
Les cellules de la crête neurale proviennent de cette structure et donnent naissance à divers types de cellules, notamment les mélanocytes, le squelette cranio-facial, les muscles lisses, les neurones périphériques et entériques, etc.
La formation de la crête neurale est associée à l'interaction de multiples mécanismes moléculaires qui définissent la pluripotence et les capacités de migration des cellules. En acquérant une compréhension plus approfondie des mécanismes moléculaires de la formation de la crête neurale, nous pouvons acquérir des informations précieuses sur les maladies humaines car elles impliquent le sort de plusieurs lignées cellulaires.
Les anomalies dans le développement de la crête neurale peuvent conduire à une maladie de la crête neurale, qui comprend diverses malformations congénitales pouvant affecter les caractéristiques physiologiques et morphologiques des nouveau-nés. Par exemple, le syndrome de Waardenburg, le syndrome de DiGeorge, etc. sont étroitement liés à des anomalies du développement de la crête neurale.
Historique
En 1868, Wilhelm His Sr. a décrit pour la première fois la crête neurale de l'embryon de poulet, la qualifiant de « corde prise en sandwich ». Il a appelé ce tissu la « crête ganglionnaire » car il se trouve finalement de chaque côté du tube neural, où il se différencie en ganglions spinaux. La plupart des recherches du XXe siècle se sont concentrées sur les embryons d'amphibiens, résumées dans une monographie publiée par Hörstadius en 1950.
Grâce à la technologie de marquage cellulaire, les scientifiques peuvent visualiser la migration de la crête neurale dans les embryons en développement, ce qui leur permet d'étudier en profondeur cet important processus biologique.
Ces avancées technologiques, comme le marquage radioactif dans les années 1960, ont provoqué un changement de 180 degrés dans l'étude des cellules de la crête neurale. Ces méthodes sont encore utilisées à ce jour dans un grand nombre d’études en biologie du développement.
Mécanisme d'induction
La formation des cellules de la crête neurale implique une série ordonnée d'événements moléculaires, notamment des signaux exogènes libérés par l'épiderme et l'endoderme adjacents. Ces signaux, tels que les Wnts, les BMP et les Fgfs, jouent un rôle important dans le processus de neuroinduction.
Par exemple, il a été démontré que la signalisation Wnt est efficace dans l'induction de la crête neurale chez plusieurs espèces et joue un rôle important dans l'initiation de gènes spécifiques à la crête neurale.
Ensuite, lorsque la crête neurale se forme au bord de la plaque neurale, un ensemble de facteurs de transcription sont exprimés, et l'expression de ces facteurs est le précurseur de l'expression génique spécifique de la crête neurale. Ce processus est crucial dans le développement précoce des vertébrés.
Migration et développement
La migration des cellules de la crête neurale est un processus hautement coordonné. Premièrement, la fermeture du tube neural permet aux cellules de la crête neurale de migrer. Ce processus implique la transition épidermique-mésenchymateuse (EMT) et ses extensions dérivées.
Au cours du processus de migration, les cellules de la crête neurale commencent à exprimer des molécules qui affectent la morphologie et l'adhésion cellulaires, telles que les Rho GTPases et les cadhérines.
Au cours de ce processus, les cellules de la crête neurale sont régulées par divers signaux, tels que les voies de signalisation EphB/EphrinB et sémaphorine/neuropiline, qui guident ensemble les cellules de la crête neurale pour qu'elles migrent le long des voies physiologiques pour former le type de cellule final.
Importance clinique
Les maladies de la crête neurale sont des maladies causées par une planification, une migration, une différenciation ou la mort anormale des cellules de la crête neurale. Elles comprennent diverses affections telles que le syndrome de Waardenburg, la maladie de Hirschsprung et le syndrome de l'alcool de Ford.
Par exemple, le syndrome de Waardenburg, un type de maladie de la crête neurale caractérisée par des anomalies pigmentaires et une surdité congénitale, en est la principale cause.
L'existence de ces maladies affecte non seulement la santé physique des patients, mais pose également certains défis pour l'allocation des ressources de l'ensemble de la famille et de la société, ce qui met en évidence le rôle clé de la crête neurale dans le processus de développement normal.
L'évolution de la crête neurale
Les structures dérivées des cellules de la crête neurale constituent une caractéristique distinctive importante des vertébrés par rapport aux autres cordés. Dans la théorie de la « nouvelle tête », Gans et Northcut suggèrent que la présence d'une crête neurale crée des caractéristiques uniques aux vertébrés, telles que les ganglions sensoriels et les os du crâne. L’émergence de cette caractéristique confère aux vertébrés les caractéristiques physiologiques nécessaires à une vie prédatrice.
Par conséquent, on peut dire que l'évolution de la crête neurale est étroitement liée à l'évolution d'organismes complexes et souligne l'importance de ce groupe cellulaire dans l'origine et l'évolution de la vie. Alors que nous réfléchissons une fois de plus au sort de ces cellules, nous ne pouvons nous empêcher de nous demander : quelles nouvelles connaissances ces origines et évolutions cellulaires surprenantes révéleront-elles dans les recherches biologiques futures ?
