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Les merveilleuses modifications de la plaque neurale : comment passer d'une structure plate à une structure tubulaire ?
Au cours du développement des embryons de vertébrés, il existe un processus important appelé formation de la plaque neurale, qui est le processus de repliement de la plaque neurale dans le tube neural. Lorsque l’embryon est à ce stade, on l’appelle une neurula. Ce processus commence par la formation de la notocorde, le début du système nerveux central, qui signale à l'ectoderme sus-jacent de former la plaque neurale épaisse et plate. Au fur et à mesure que la plaque neurale se replie vers l’intérieur, le tube neural résultant finira par se différencier en moelle épinière et cerveau, et finalement en système nerveux central.
Des simulations informatiques réalisées par des scientifiques montrent que l'intercalation cellulaire et les taux de croissance différentiels font partie intégrante du processus de formation des plaques neurales chez les mammifères.
Neurogenèse primaire
Le concept d'induction neuronale primaire est né des recherches de Pandor en 1817. Au XXe siècle, la reconnaissance du processus d'induction a été marquée par une série d'expériences menées par Hans Spemann et Warren Lewis. Spemann a reçu le prix Nobel pour les expériences de son étudiante Hilda Mangold démontrant l'induction de la couche externe de l'embryon.
Ces résultats suggèrent qu'en plus de la lèvre dorsale de la notocorde, de nombreux autres facteurs, tels qu'un faible pH et des facteurs de croissance, peuvent déclencher l'induction neuronale. Ces résultats ont déclenché une série de discussions sur les facteurs d’induction chimique et ont donné naissance à un grand nombre de publications connexes.
Changements de forme
Au fur et à mesure de l'induction neuronale, la forme des cellules de la plaque neurale change, devenant de grandes cellules colonnaires. Les changements dans la forme et la position des cellules sont affectés conjointement par les microtubules intracellulaires et l'actine, un processus appelé contraction apicale. La déformation des cellules finit par aplatir la plaque neurale.
Ce changement est une caractéristique visible du processus de différenciation, notamment chez certains animaux comme les salamandres.
Processus de pliage
Le processus de repliement de la plaque neurale en une structure tubulaire est appelé neurulation primaire. En raison des changements dans la forme des cellules, la plaque neurale forme un point charnière intermédiaire qui, sous la pression de l'épiderme externe, provoque le pliage de la plaque neurale pour former des plis neuraux et des sillons neuraux.
La formation des plis neuraux nécessite la régulation des molécules d'adhésion cellulaire, et au cours de ce processus, l'expression de la E-cadhérine est convertie en N-cadhérine et N-CAM, fermant ainsi le tube neural. Les mécanismes détaillés de ce processus sont encore à l'étude, notamment en ce qui concerne le rôle que joue la notocorde dans le développement du tube neural.
Formation de motifs
Selon le modèle du drapeau français, l'ouverture de la plaque neurale est guidée par un gradient de produits génétiques. Au début du développement embryonnaire, des interactions telles que les facteurs SHH et d’autres facteurs de transcription sont essentielles à la forme et à la fonctionnalisation de la plaque neurale.
Ces signaux influencent la production de neurones dans différentes zones de la plaque neurale, notamment le développement des nerfs moteurs et sensoriels.
Neurogenèse secondaire
Après la neurulation primaire, le développement entre dans le processus de neurulation secondaire lorsque le neuropore caudal se ferme finalement. Au cours de ce processus, certaines cellules de l’endoderme et du neuroectoderme formeront des cordons médullaires, qui se condenseront et se sépareront ensuite pour finalement former une cavité.
Le processus de neurulation secondaire chez l'homme a une influence importante sur la formation correcte de la partie postérieure de la colonne vertébrale. Si quelque chose ne va pas au cours du développement, cela peut entraîner des problèmes tels que la rétention du cordon médullaire.
Développement précoce du cerveau
La partie avant du tube neural forme les trois principales parties du cerveau : le cerveau antérieur, le cerveau moyen et le cerveau postérieur. Ces structures apparaissent initialement sous la forme de renflements appelés vésicules cérébrales après la fermeture du tube neural, et leur développement et leur partition sont contrôlés par divers gènes.
Le tube neural précoce est principalement composé de neuroépithélium reproducteur, qui contient les principales cellules souches neurales qui donneront naissance aux neurones du cerveau grâce au processus de neurogenèse.
Anomalies du tube neural
L'incapacité de fermer le tube neural pendant le développement de la plaque neurale est l'une des malformations congénitales courantes et invalidantes chez l'homme. Dans ce cas, l’anencéphalie, où le cerveau est sous-développé, ou le spina bifida, où la moelle épinière n’est pas fermée, sont des résultats relativement courants.
Ces processus biologiques complexes et mystérieux incitent les gens à réfléchir profondément. Combien de mystères inconnus y a-t-il à explorer derrière eux ?
