Acquis d'apprentissage

Au terme de l’unité d’enseignement en embryologie, l’étudiant sera capable de :

  • Identifier et expliquer les différentes étapes de la méiose, en les appliquant à la spermatogenèse et à l’ovogenèse. Décrire la composition chromosomique et chromatidique des cellules aux différentes phases du développement germinal.
  • Décrire l’évolution quantitative des cellules germinales chez la femme, identifier les phases d’arrêt de l’ovogenèse et distinguer les stades folliculaires.
  • Expliquer les principales étapes de la spermatogenèse (durée, localisation, caractéristiques), comparer spermatogenèse et ovogenèse, et interpréter leur régulation hormonale respective.
  • Décrire la maturation des spermatozoïdes, interpréter un spermogramme en utilisant la terminologie scientifique adéquate, et expliquer les principales anomalies observées.
  • Détailler les étapes de la réaction acrosomiale et définir le concept d’imprégnation. Illustrer le développement de l’ovule imprégné durant les 48 premières heures suivant la fécondation.
  • Exposer les phases de segmentation du zygote/embryon et du processus d’implantation durant la première semaine de gestation, ainsi que l’évolution de l’embryon et du trophoblaste durant la deuxième semaine.
  • Expliquer la notion de « carême embryonnaire ». Argumenter la transmission maternelle des pathologies liées à l’ADN mitochondrial, et interpréter les expériences de parthénogenèse et d’androgenèse.
  • Expliquer et illustrer les différents modes de contraception et de contragestion, en analysant leurs mécanismes d’action, avantages et limitations.
  • Décrire les principales étapes de la fécondation in vitro (FIVETE), de l’ICSI, et leurs indications.
  • Classer les cellules souches selon leur potentiel de différenciation, donner un exemple pour chaque catégorie, et positionner correctement les différents types de cellules souches étudiés.
  • Définir les termes-clés tels que fenêtre d’implantation, grossesse ectopique, placenta praevia, contraception, contragestion, stérilisation, procréation médicalement assistée, FIVETE, ICSI, insémination artificielle, cellule souche, clonage thérapeutique, clonage reproductif, cellules souches pluripotentes induites (iPS).
  • Décrire avec précision les différentes étapes du développement embryonnaire et de ses annexes durant les 2e, 3e et 4e semaines, en nommant et illustrant chaque structure.
  • Expliquer le devenir des trois feuillets embryonnaires (ectoderme, mésoderme, endoderme) et réaliser des schémas légendés de l’embryon aux temps clés du développement.
  • Définir et expliquer la décidualisation endométriale et les types de caduques. Décrire l’évolution du trophoblaste et du placenta jusqu’à la douzième semaine et après.
  • Détailler la structure de la barrière placentaire, les échanges foeto-maternels et materno-fœtaux, et les particularités des grossesses gémellaires. Expliquer les enjeux chez les mères rhésus négatif.
  • Définir les notions génétiques et moléculaires clés : gène de développement, molécule de signalisation, voie de signalisation, et citer les principales familles de gènes architectes (HOX, PAX, TBX), avec explication de leur rôle et conséquences phénotypiques en cas de mutation.
  • Expliquer les mécanismes de régulation de l’expression génique (promoteurs, enhancers, silencers, épissage, régulation post-transcriptionnelle et post-traductionnelle).
  • Exposer le principe des processus d’induction et reconnaître les principaux facteurs de croissance et de différenciation impliqués (FGFs, TGFs, SHH, WNT), illustrer la notion de compétence tissulaire (exemple : formation de l’œil).
  • Décrire la formation des membres et les principaux mécanismes moléculaires impliqués.
  • Définir et chronologiser les principaux événements du développement embryonnaire, distinguer la période embryonnaire et la période fœtale, et déterminer le stade du développement en fonction de la morphologie et/ou de la taille de l’embryon.
  • Localiser et décrire la structuration et les mouvements du tube cardiaque primitif, expliquer la segmentation des cavités cardiaques, et schématiser la circulation embryonnaire primitive.
  • Décrire et schématiser la circulation vasculaire embryonnaire, citer l’origine embryonnaire des principaux vaisseaux.
  • Interpréter les différences anatomiques vasculaires à la lumière de l’embryologie et comparer la circulation avant et après la naissance.
  • Définir et illustrer les malformations cardiaques cyanogènes et non cyanogènes, expliquer leur embryogenèse et physiopathologie, citer des exemples, et justifier les choix thérapeutiques urgents post-natal.
  • Identifier les stades du développement pulmonaire, comprendre l’importance du surfactant, et décrire les malformations respiratoires classiques.
  • Expliquer les étapes de la formation du système rénal et génital, différencier les gonades et les organes génitaux internes/externes selon le sexe, et interpréter l’origine des principales malformations du système génito-urinaire.
  • Décrire la différenciation de l’intestin primitif antérieur, moyen et postérieur, et expliquer l’origine embryologique des principales malformations digestives.
  • Définir la différenciation des arcs branchiaux et leurs dérivés ectodermiques et endodermiques.
  • Exposer le principe de formation des vertèbres, reconnaître les types de spina bifida, et expliquer les mécanismes physiopathologiques des malformations du système squelettique.
  • Définir les termes essentiels associés aux anomalies du membre (rhizomélie, mésomélie, micromélie, etc.) et expliquer le mécanisme des malformations par brides amniotiques et thalidomide.
  • Décrire les étapes de la formation de la face et du système nerveux central, reconnaître et expliquer les principales malformations faciales et cérébrales.
  • Identifier les vésicules cérébrales primaires et secondaires et leurs structures dérivées, définir l’holoprosencéphalie.
  • Connaître les limites gestationnelles et les distinctions entre grossesse et gestation, interpréter les graphes liés au risque de malformations d’origine tératogène.
  • Identifier les anomalies chromosomiques les plus fréquentes dans les fausses couches, expliquer les mécanismes de survenue de la triploïdie et d’autres déséquilibres chromosomiques, et interpréter les risques de trisomie 21 liés à la translocation robertsonienne.
  • Définir les termes relatifs aux malformations congénitales et donner un exemple : malformation primaire/secondaire, déformation, dysplasie, agénésie, séquence malformative, syndrome, association malformative, agent tératogène, malformation multifactorielle.
  • Citer les principales étiologies des malformations congénitales et donner des exemples par catégorie ; détailler les séquelles potentielles d’une infection congénitale (rubéole, CMV, toxoplasmose) ou d’une exposition à des substances tératogènes (thalidomide, alcool, valproate, acide rétinoïque).
  • Exposer les mesures préventives recommandées aux femmes enceintes. Expliquer et comparer les tests de dépistage et de diagnostic prénatal invasifs et non invasifs ; illustrer le principe du NIPT, de l’amniocentèse, de la ponction de villosités choriales et du diagnostic préimplantatoire, en détaillant avantages, inconvénients et indications.


Objectifs

L’unité d’enseignement en embryologie a pour objectif :

  • D’introduire les concepts fondamentaux du développement embryonnaire humain, depuis la fécondation jusqu’à la période fœtale.
  • De permettre aux étudiants de comprendre les mécanismes moléculaires, cellulaires et anatomiques qui sous-tendent la reproduction humaine, la formation des tissus et des organes, ainsi que la genèse des principales anomalies congénitales.
  • D’acquérir une maîtrise de la chronologie et de l’évolution des structures embryonnaires et fœtales.
  • De développer une capacité à interpréter les différents mécanismes impliqués dans la différenciation cellulaire, la morphogenèse et l’organogenèse.
  • De former à l’analyse, l’identification et la classification des différentes malformations congénitales ainsi qu’à la compréhension de leurs origines étiologiques et des mesures de prévention.
  • De préparer les étudiants à l’utilisation pertinente du vocabulaire scientifique et à l’interprétation clinique d’outils de dépistage et de diagnostic prénatal.

Contenu

Le cours aborde l’ensemble du développement embryonnaire humain :

  • Les bases de la mitose, la méiose, et la formation des gamètes.
  • Les étapes clés de la fécondation, de la segmentation et de l’implantation de l’embryon.
  • La chronologie du développement embryonnaire et fœtal : formation des organes, de la face, du système nerveux, des membres, du cœur, du système digestif, respiratoire, génito-urinaire, et ostéo-articulaire.
  • Les mécanismes moléculaires du développement : gènes architectes et voies de signalisation.
  • Les annexes embryonnaires et la placentation, y compris la gestation gémellaire.
  • Les techniques de contraception, d’assistance médicale à la procréation et le rôle des cellules souches.
  • Les principes et pratiques du dépistage, de la prévention et du diagnostic des anomalies congénitales et des malformations.


Table des matières

RAPPELS PRELIMINAIRES : la mitose et la méiose


CHAPITRE 1 : La rencontre du spermatozoïde et de l’ovocyte


1. L’ovulation (rappels)

 1.1. Le tractus génital féminin

 1.2. L’ovaire et les ovocytes I en prophase I (stade dictyotène)

 1.3. Les stades folliculaires

 1.4. Le cycle ovarien (contrôle hormonal hypothalamo-hypophysaire et feedback hormonal ovarien)

 1.5. Maturation de l’ovocyte et du cytoplasme ovocytaire dans le follicule dominant peu avant l’ovulation : de l’ovocyte I en prophase I à l’ovocyte II en métaphase II.

 1.6. L’ovulation et l’interception de l’ovocyte II par la trompe


2. Le long voyage des spermatozoïdes

 2.1. Le tractus génital masculin (rappel)

 2.2. La spermatogenèse (rappel)

 2.3. La maturation des spermatozoïdes et leur voyage dans le tractus génital masculin puis dans le tractus génital féminin

2.3.1. Voyage des spermatozoïdes dans le tractus génital masculin

2.3.2. L’éjaculation

- composition du sperme

- analyse du sperme (spermogramme)

2.3.3. Voyage des spermatozoïdes dans le tractus génital féminin

- le trajet des spermatozoïdes

- la capacitation


3. La rencontre du spermatozoïde et de l’ovocyte (fécondation)

 3.1. La pénétration des cellules de la corona radiata

 3.2. Le contact avec la zone pellucide

 3.3. La réaction acrosomiale et la traversée de la zone pellucide

 3.4. La fixation et fusion des membranes plasmatiques des gamètes

 3.5. L’entrave à la polyspermie

 3.6. La pénétration du spermatozoïde dans l’ovocyte (l’imprégnation)

 3.7. L’achèvement de la deuxième division de maturation de l’ovocyte II et expulsion du 2nd globule polaire

 3.8. La formation des pronuclei paternel et maternel

 3.9. La formation du zygote

 3.10. Appendice : la sélection du sexe de l’enfant à concevoir


CHAPITRE 2 : La segmentation et l’implantation


1. La segmentation

 1.1. La mitose et la formation de la morula

 1.2. La formation du blastocyste

 1.3. L’éclosion du blastocyste ou « Hatching »

 1.4. La migration de l’embryon le long des trompes


2. L’implantation

 2.1. L’endomètre

 2.2. L’apposition et l’adhésion du blastocyste à la muqueuse utérine

 2.3. L’invasion du trophoblaste ou enfouissement

 2.4. Les anomalies d’implantation

- La grossesse extra-utérine

- Le placenta praevia


3. Considérations à propos de la première semaine de développement embryonnaire

 3.1. Le carême embryonnaire

 3.2. Le rôle des mitochondries

 3.3. L’embryon est une greffe allogénique tolérée

 3.4. Empreinte génomique : la non-équivalence fonctionnelle des pronucleus mâle et femelle


4. Les méthodes de contraception

 4.1. Contraception mécanique (de barrière)

 4.2. Contraception chimique

 4.3. Contraception hormonale

 4.4. Contragestion

 4.5. Stérilisation

 4.6. Perspectives d’avenir


5. Le traitement de l’infertilité par la fécondation in vitro et le transfert d’embryons

 5.1. Historique

 5.2. Indications

 5.3. Aspects techniques

- Stimulation de la production d’ovocytes

- La récolte des gamètes (ovocytes II et spermatozoïdes)

- La fertilisation in vitro et la culture d’embryons

- Le transfert d’embryons

- La conservation des embryons surnuméraires

 5.4. Variantes

- L’insémination artificielle

- Le transfert intratubaire des gamètes

- Les mères porteuses

- Le SuZI (SUbZonal Injection)

- L’ICSI

- Le transfert de cytoplasme

 5.5. Risques liés à la procréation médicalement assistée (PMA)

- Risque augmenté de malformations ?

- Risque de perturbation du processus d’empreinte parentale ?


6. L’utilisation des embryons à des fins de recherche : les cellules souches

 6.1. Définitions

- Cellules souches totipotentes

- Cellules souches pluripotentes

- Cellules souches multipotentes

- Cellules souches unipotentes

 6.2. Origine des cellules souches

- Cellules souches embryonnaires (ES)

- Cellules souches fœtales

- Cellules souches adultes et cellules souches pluripotentes induites (iPS)

 6.3. Applications et risques potentiels


CHAPITRE 3: Le disque embryonnaire


1. Le disque embryonnaire didermique (2ème semaine)


2. Le disque embryonnaire tridermique (3ème semaine)

 2.1. La Gastrulation

 2.2. La Neurulation

 2.3. La différenciation du mésoderme


3. Généralités après 4 semaines

 3.1. Délimitations embryonnaires

- Délimitations antérieure et postérieure de l’embryon

- Délimitation latérale de l’embryon

- L’anneau ombilical

 3.2. Devenir des 3 feuillets embryonnaires


CHAPITRE 4 : Caduques, membranes fœtales et placenta


1. Les caduques et membranes foetales

 1.1. Définitions

 1.2. Rapport des membranes foetales et des caduques au deuxième mois de gestation

 1.3. Rapport des membranes foetales et des caduques au quatrième mois de gestation


2. Le placenta

 2.1. Le placenta durant les deux premières semaines de gestation

 2.2. Le placenta de 2 semaines à 12 semaines de gestation

 2.3. Le placenta après 12 semaines de gestation

 2.4. Sections transversales de villosités placentaires en fonction de l’âge gestationnel


3. Les jumeaux

 3.1. Jumeaux biovulaires

 3.2. Jumeaux uniovulaires


CHAPITRE 5: Les aspects moléculaires de l’embryogenèse


Introduction


1. Les gènes architectes ou gènes homéotiques (facteurs de transcription)

 1.1. La famille des protéines à Homéodomaine de type Hox

 1.2. La famille des protéines en doigt de zinc «Zinc-finger»

 1.3. La famille des protéines «basic helix-loop-helix» (bHLH)

 1.4. La famille des protéines «paired box» (Pax)

 1.5. Les autres familles (POU, Winged helix, …)


2. Les mécanismes de régulation de l’expression des gènes réalisateurs et des gènes proapoptotiques

 2.1. Le promoteur

 2.2. Les enhancers et les silencers

 2.3. La régulation post-transcriptionnelle : l’épissage alternatif des introns

 2.4. Les modifications post-transcriptionnelles


3. Le processus d’induction

 3.1. Principe et définitions

 3.2. Interactions intercellulaires paracrines et juxtacrines

 3.3. Les molécules de signalisation paracrines (facteurs de croissance et de différenciation)

- Les “fibroblast growth factors” (FGFs)

- Les “transforming growth factors beta” (TGFβ)

- Les protéines Hedgehog

- Les protéines «Wingledd related» (WNT)


4. Structuration de l’embryon


5. Exemples illustratifs

 5.1. La formation de l’œil

 5.2. La formation des membres


CHAPITRE 6: Organogenèse


1. Les différents stades du développement embryonnaire


2. Formation du cœur et du système cardio-vasculaire

 2.1. Looping cardiaque

 2.2. Cloisonnement de l’oreillette primitive

 2.3. Cloisonnement du ventricule primitif

 2.4. Circulation sanguine embryonnaire

2.4.1. Réseau artériel

- Fusion des aortes dorsales

- Evolution des arcs aortiques

- Branches de l’aorte dorsale

- Artères ombilicales

2.4.2. Réseau veineux

- Veine cave supérieure

- Veine cave inférieure

- Veine porte

 2.5. Comparaison de la circulation avant et après la naissance

 2.6. Malformations cardiaques

- Généralités

- Les communications interauriculaires

- Le canal atrio-ventriculaire commun

- Les communications interventriculaires

- Les atrésies tricuspidiennes

- Le tronc artériel commun

- L’atrésie aortique

- La tétralogie de Fallot

- La coarctation aortique

- La dysphagia lusoria


3. Formation du système respiratoire

 3.1. Développement pulmonaire

- Stade embryonnaire

- Stade pseudoglandulaire

- Stade canaliculaire

- Stade sacculaire

- Stade alvéolaire

 3.2. Fermeture du diaphragme

 3.3. Anomalies du développement pulmonaire

- Agénésie ou hypoplasie pulmonaire

- Fistules laryngotrachéales

- Dysplasie alvéolo-capillaire

- Syndrome de détresse respiratoire par insuffisance en surfactant

- Kystes pulmonaires congénitaux


4. Formation du système urogénital

 4.1. Formation du système rénal

4.1.1. Evolution du cordon néphrogène

- Le pronephros

- Le mésonéphros

- Le métanéphros

4.1.2. Anomalies congénitales rénales

 4.2. Formation du système génital

4.2.1. Cellules germinales

4.2.2. Gonades indifférenciées

4.2.3. Gonades différenciées

- Différenciation testiculaire et voies génitales masculines

- Différenciation ovarienne et voies génitales féminines

 4.3. Le cloisonnement du cloaque

 4.4. Différenciation du sinus uro-génital

 4.5. Organes génitaux externes

 4.6. Anomalies du système urogénital

4.6.1. Anomalies de migration du testicule

4.6.2. Anomalies utérines

4.6.3. Anomalies de cloisonnement du cloaque

4.6.4. Anomalies de fermeture de l’urètre pénien

 4.7. Biologie de la différenciation sexuelle

4.7.1. Différenciation sexuelle normale

- La différenciation gonadique primaire

- La détermination testiculaire

- La détermination ovarienne

- La différenciation des organes génitaux masculins

- La différenciation des organes génitaux féminins

4.7.2. Ambigüités sexuelles

- Hermaphrodisme vrai

- Pseudohermaphrodisme masculin et «females XY»

- Pseudohermaphrodisme féminin et «males XX»

- Tableau récapitulatif


5. Formation du tube digestif et de ses annexes

 5.1. Introduction

 5.2. Différenciation de l’intestin primitif antérieur

- segment pharyngien

- segment thoracique (œsophage)

- segment abdominal (estomac, duodénum, foie, pancréas)

 5.3. Différenciation de l’intestin primitif moyen

 5.4. Différenciation de l’intestin primitif postérieur

 5.5. Anomalies de la formation du tube digestif et de ses annexes

5.5.1. Pathologies de l'intestin antérieur

- Kyste/fistule branchiale, kyste du canal thyréoglosse

- Atrésie/sténose œsophagienne, fistule trachéo-œsophagienne

- Sténose du pylore

- Sténose/atrésie duodénale

- Atrésie des voies biliaires

- Pancréas annulaire

5.5.2. Pathologies de l’intestin moyen

- Diverticule de Meckel

- Omphalocèle

- Hernie ombilicale

- Malrotation

- Sténose/atrésie grêle

- Mégacôlon aganglionnaire (Maladie de Hirschsprung)

5.5.3. Pathologies de l'intestin postérieur

- Imperforation anale, atrésie anale, fistule


6. Formation du système ostéo-articulaire

 6.1. Evolution des somites

 6.2. Formation de la colonne vertébrale

 6.3. Formation des membres


7. Formation de la face et du cou

 7.1. Formation du massif facial

 7.2. Cloisonnement du stomadaeum

 7.3. Anomalies de développement de la face

 7.4. Les arcs branchiaux

- versant ectodermique

- versant endodermique

 7.5. Formation de la langue

 7.6. Formation de la thyroïde


8. Formation du système nerveux

 8.1. La formation du tube neural

 8.2. La formation des vésicules cérébrales

 8.3. La formation de la moelle épinière

 8.4. La formation de l’hypophyse

 8.5. La formation des organes des sens

- La formation de l’œil

- La formation de l’oreille


CHAPITRE 7: Anomalies de la reproduction et de l’embryogenèse


1. Introduction


2. Les fausses-couches précoces

 2.1. Les non-disjonctions méiotiques

 2.2. Les déséquilibres chromosomiques hérités


3. Les malformations congénitales

 3.1. Classification des malformations congénitales

 3.2. Etiologies des malformations congénitales

3.2.1. Facteurs génétiques

3.2.2. Facteurs infectieux

3.2.3. Agents physiques

3.2.4. Agents chimiques

3.2.5. Agents hormonaux ou maternels

 3.3. Prévention des malformations congénitales

 3.4. Dépistage des malformations congénitales et diagnostic prénatal

3.4.1. Les méthodes non invasives

- Suivi immunitaire

- Dépistage hormonal

- Dépistage par imagerie médicale

- Dépistage prénatal non invasif (NIPT: non invasive prenatal testing)

3.4.2. Les méthodes invasives

- L’amniocentèse ou ponction de liquide amniotique

- La biopsie trophoblastique ou ponction de villosités choriales (CVS)

- La cordocentèse ou ponction du cordon ombilical

- La foetoscopie

3.4.3. Le diagnostic prénatal non invasif

- Cellules trophoblastiques circulantes

- ADN fœtal circulant (cffDNA : cell-free fetal DNA)

- ARN foetal circulant (cffRNA : cell-free fetal RNA)

3.4.4. Le diagnostic préimplantatoire

3.4.5. Le “diagnostic” préconceptionnel

3.5. La thérapie prénatale

Méthodes d'enseignement

enseignement magistral, schémas construits au tableau, illustrations cliniques par diapositives Power Point

Méthode d'évaluation

Mode d'examen identique en première et en seconde session. Examen écrit, incluant QCM et question(s) ouverte(s).


Les modalités exactes de l’évaluation sont susceptibles d’être modifiées lors de l’établissement du calendrier des examens, en fonction des contraintes pratiques auxquelles l’administration facultaire pourrait être confrontée, ou en cas de maladie, de force majeure, d’urgence liée à un stage, empêchant l’étudiant de présenter l’examen à la date initialement prévue.

 

Sources, références et supports éventuels

Langman's Medical Embryology (WT Sadler)

Webcampus (syllabus et fichiers powerpoint)

Langue d'enseignement

Français
Formation Programme d’études Bloc Crédits Obligatoire
Bachelier en médecine Standard 0 3
Bachelier en sciences biomédicales Standard 0 3
Bachelier en médecine Standard 2 3
Bachelier en sciences biomédicales Standard 2 3