Étude de la différentiation et de la prolifération cellulaire dans le tractus digestif du fœtus humain et de la souris nouveau-née

Abstract

Au cours de ce travail, cinq objectifs étaient visés: (1) - préciser les effets "in vivo" des principaux régulateurs du développement de l'intestin grêle (glucocorticoides [C], thyroxine [T], insuline [I], et EGF [E]) sur l'activité de l'entérokinase chez la souris nouveau-née. Cette étude se voulait un complément d'information sur la régulation des peptidases intestinales par ces hormones. (2) - évaluer les effets "in vivo" de certains de ces régulateurs sur l'incorporation de 3H-thymidine dans l'ADN (synthèse d'ADN). La connaissance de ces effets guiderait nos investigations ultérieures (in vitro) quant à la régulation du développement des autres organes digestifs. (3) - confirmer le mode d'intervention (direct ou indirect) des régulateurs au cours de la maturation de l'intestin grêle par l'étude des effets "in vitro" de chacun d'entre eux, sur la différenciation ainsi que sur la prolifération cellulaire, grâce à une technique de culture déjà mise au point dans notre laboratoire. (4) - initier une étude de la régulation du développement de l'intestin grêle foetal humain en développant une méthode de culture et en vérifiant les effets de l'hydrocortisone et de l'EGF, et (5) - vérifier si une telle méthode de culture peut être appliquée à l'oesophage, à l'estomac et au côlon foetal humain. Les résultats obtenus permettent de retenir les conclusions suivantes: (1) l'activité de l'entérokinase, laquelle est faible durant les deux premières semaines de vie et s'élève au sevrage, est stimulée prématurément par des régulateurs et plus particulièrement par les glucocorticoides. Par ailleurs, l'action synergique de l'insuline et de la thyroxine sur la sucrase se retrouve également au niveau de l'entérokinase, bien que ce synergisme soit beaucoup plus faible. En ce qui a trait aux autres combinaisons hormonales (T+C, C+I) elles ne procurent que des effets additifs sur cette enzyme. Enfin, les glucocorticoides n'influencent plus cette enzyme chez l'adulte. La régulation de cette activité enzymatique bien que semblable à celle des autres hydrolases, présente donc des particularités. (2) In vivo, l'EGF stimule la synthèse d'ADN au niveau de l'estomac, de la région proximale de l'intestin grêle et à tous les niveaux du côlon mais n'influence pas la prolifération cellulaire de l'oesophage. Quant à la thyroxine et aux glucocorticoides, ils n'exercent aucun effet sur l'incorporation de 3H-thymidine dans ces organes. L'EGF apparaît donc comme un candidat potentiel de régulation. (3) Les glucocorticoides, l'insuline et la thyroxine interviennent directement sur la différenciation enzymique de l'intestin grêle de souris nouveau-née tandis que l'EGF agirait via une influence systémique. En effet, grâce à des observations réalisées "in vitro" à la température de la pièce ou à la température physiologique, il a été démontré que a) l'hydrocortisone et l'insuline induisent l'apparition précoce de la sucrase et stimulent les activités de la tréhalase, de la lactase et de la glucoamylase. De plus, la phosphatase alcaline serait aussi stimulée par l'hydrocortisone. b) la thyroxine élève les niveaux d'activités de la glucoamylase tandis que d) l'EGF n'introduit aucune variation dans les activités enzymatiques. (4) L'intestin grêle foetal humain peut être maintenu durant au moins 9 jours, dans le milieu L-15, sans sérum, à 37°C et en présence de 95% air et 5% CO2. Dans ces conditions, l'intégrité morphologique des explants est préservée, la prolifération cellulaire se poursuit au niveau de l'épithélium tandis que les activités synthétiques (protéines, glycoprotéines et enzymes) sont accélérées comparativement à la situation "in utero". L'addition d'hydrocortisone au milieu de culture stimule encore davantage certaines de ces activités en particulier la lactase et l'ALP et stimule la prolifération cellulaire. Quant à l'EGF, il stimule également la synthèse de la lactase mais inhibe celle de la tréhalase ainsi que la prolifération cellulaire de l'épithélium. Ces résultats suggèrent l'implication des glucocorticoides et de l'EGF comme régulateurs du développement de l'intestin grêle foetal humain. (5) L'application de cette méthode de culture aux autres organes digestifs permet non seulement leur préservation morphologique et physiologique pendant plusieurs semaines, mais elle leur assure des conditions propices à l'expression de nouveaux phénotypes lesquels ne s'observent "in utero" que beaucoup plus tardivement au cours de la gestation. Ceci suggère l'existence d'un ou plusieurs répresseurs de cette information génétique "in utero" soit au niveau du sang ou du liquide amniotique. Enfin une analyse préliminaire indique que la régulation du développement du côlon, du moins en regard de l'hydrocortisone, diffère de l'intestin grêle. La méthode de culture développée dans ce travail permet pour la première fois de cultiver tous les organes digestifs dans de mêmes conditions et permettra d'identifier et même de comparer certains paramètres physiologiques ainsi que les effets des principaux régulateurs du développement de ces organes. Cette technique a déjà été mise à profit dans ce travail pour localiser et quantifier la prolifération cellulaire au niveau de chacune des couches tissulaires de ces organes entre 8 et 18 semaines de gestation.