Les trois différents couches du corps

Dans un premier temps nous voudrions vous apporter plus de précisions sur les 3 différentes couches de corps. Entre le 5e et le 7e jour l’embryon est au stade blastula du développement embryonnaire. Après gastrulation il y a le stade gastrula. C’est le stade ou l’endoderme, l’ectoderme et le mésoderme se forment.

Ces 3 couches possèdent des fonctions différentes dans le développement de notre corps.

L’endoderme étant la couche la plus à l'intérieur c’est celle qui formera le tube digestif ainsi que les voies respiratoires, c’est donc elle qui est à l'origine des organes internes.

A l’inverse de l’ectoderme qui est la couche la plus externe, qui se divisera au cours du développement en deux tissus : l’épiderme; qui formera la peau et le neuroectoderme qui formera les cellules neuronales. L’ectoderme est donc à l’origine des organes externes.

Les cellules venant du mésoderme, la couche centrale, formeront les organes internes, à l'exception du système nerveux (issus de l’ectoderme) et des organes des systèmes digestif et respiratoire (issus de l’endoderme) ; c’est donc elle qui formera nos organes tel que le coeur, le foie, les reins etc..

Nous allons donc faire un focus pour expliquer la différenciation des cellules souches; les premières cellules de l’organisme sont des cellules totipotentes, ce sont celles qui composent le zygote.

A un certain stade du développement de l’embryon, on ne trouve plus de cellules totipotentes, nous avons donc les cellules souches embryonnaires, dites ES: ce sont des cellules pluripotentes. Ces cellules peuvent se différencier en cellules de n'importe quel tissu de l’organisme ( y compris en cellules germinales).

C’est ensuite qu’apparaisse les 3 couches de corps (ectoderme, mésoderme, endoderme), les cellules sont alors multipotentes; elles ne sont plus capables de se différencier qu’en nombre limité de cellules de la même origine embryonnaire. C’est à dire qu’une cellule multipotente de l’ectoderme ne pourra se différencier qu’en cellule de peau ou une cellule neuronale, une cellule multipotente de l’endoderme ne pourra se différencier qu’en cellule composant le tube digestif ou une cellule des voies respiratoires et une cellule multipotente du mésoderme ne pourra se différencier qu’en cellule du corps, du foie, des reins etc... Elles sont donc déjà engagées dans un processus de différenciation. Ces cellules sont qualifiées de “somatiques” car elles forment notre organisme, a l’inverse des cellules germinales, qui elles forment les gamètes.

Ensuite apparaissent les cellules unipotentes, elles sont d’autant plus engagées dans un processus de différenciation car elles ne peuvent produire qu’un type cellulaire, par exemple si une cellule unipotente donnent naissance à une cellule hématopoïétiques cette lignée de cellule pourra former soit des globules rouges, soit des globules blancs, soit des plaquettes ect…, elle ne pourra donc produire que les cellules hématopoïétiques.

Lorsque le processus de différenciation est terminé, les cellules sont spécialisées; ce ne sont plus des cellules souches. Par exemple un globule rouge est une cellule spécialisée, elle ne formera que des globules rouges.

Nous allons vous expliquer comment les cellules entrent en différenciation. La différenciation cellulaire est un processus pendant lequel une cellules se spécialise en un “type” cellulaire.

Il faut savoir qu’une cellule n’est pas hermétique, il y a de nombreux échanges entre l'extérieur de la cellule et la cellule. Il y a deux types de molécules qui peuvent traverser la membrane de la cellule : les molécules hydrophobes et hydrophiles. En sachant que la membrane est composée d’une double couche de lipides, les molécules hydrophiles comme les acides aminés ne peuvent pas la traverser seules. Elles ont besoin de protéines qui leur ouvrent des “canaux” au travers de la membrane. Les molécules hydrophobes comme la testostérone sont capables de traverser presque toutes seules. Lorsqu’il n’y a plus d’échange entre la cellule et l’extérieur, alors la cellule entre en apoptose, autrement dit elle meurt.

En ce qui nous concerne, pour la différenciation, tout part d’un facteur qui peut être une hormone, une enzyme ou autre. Nous allons d’abord voir comment agit un facteur hydrophile puis pour un facteur hydrophobe.

Le facteur hydrophile commence par se fixer sur un récepteur. Ce récepteur est une protéine hydrophile et hydrophobe car elle traverse entièrement la membrane et le cytoplasme est essentiellement constitué d’eau. Ensuite ce récepteur change de forme en arrivant dans le cytoplasme puis il s’auto phosphorise. C'est à dire qu’il y a une apparition d’un groupe phosphate dans la molécule. Cette protéine est à son tour capable de phosphoriser des messagers secondaires. Une fois phosphorisé, ces messagers changent de forme puis peuvent phosphoriser d’autres molécules et ainsi de suite… C’est une cascade de communication intracellulaire. A la fin de cette cascade, les messagers ont réussis à phosphoriser un facteur capable de traverser la membrane nucléaire et de se fixer sur un ou plusieurs gènes. Ce facteur se fixe sur une partie du gène appelée promoteur, elle se situe juste avant la séquence codante. Ce facteur peut soit activer le gène soit l’inhiber. Nous allons prendre la cas où il l’active. Une fois fixé, si il est activateur du gène, il y a la création d’un ARN messager qui sera lu par un ribosome et qui aboutira à la création d’une nouvelle protéine. Cette protéine aura une identité cellulaire spécifique qui sera capable de faire exprimer certains gènes. Et ces gènes détermineront ensuite le “type” de la cellule.

Pour un facteur hydrophobe il y a beaucoup moins d’étapes. Le facteur commence par traverser la membrane puis il trouve son récepteur directement dans le cytoplasme. Ensuite le facteur plus le récepteur rentrent dans le noyau et vont se fixer sur un gène etc … La suite est exactement la même que pour les facteurs hydrophiles.

Grâce à ce fonctionnement, les chercheurs ont réussi à mettre au point des techniques pour redifférencier ou dédifférencier les cellules. Toutes les cellules de notre corps ont exactement le même génome mais pas les même gènes qui s’expriment. C’est pourquoi les chercheurs ont mis au point des cocktails spéciaux de protéines qui font s’exprimer des gènes différents pour la redifférenciaton. Pour la dédifférenciation,

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