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Dialogue entre cellules somatiques et germinales : régulation paracrine de la formation

folliculaire

i. Kit ligand / c-kit et voie Pi3K / Akt

Ces voies de signalisation cellulaires interviennent dans tous les tissus dans de nombreux processus. Dans l’ovaire spécifiquement elles jouent un rôle majeur dans la formation des cordons ovariens, l’établissement du pool de follicules primordiaux et plus tard dans leur recrutement. L’implication de Kit / kit-ligand a déjà été mentionnée dans le phénomène de migration et colonisation des crêtes génitales par les cellules germinales primordiales. Lors de la formation des follicules primordiaux, l’Akt (serine-threonine protein kinase) est activée par un produit de Pi3K (phosphatidylinositol-3-phosphate kinase) répondant à des signaux externes tels que l’interaction entre Kit (présent dans les ovocytes) et son ligand (présent dans les cellules de la granulosa) (figure 11 A). Chez l’adulte, l’importance de cette voie de signalisation a été démontrée dans l’ovaire suite au constat de l’arrêt prématuré du développement des follicules avant le stade antral chez des souris portant une

mutation empêchant la fixation entre kit et Pi3K (Kissel et al., 2000). Chez la ratte néonatale, la mise

en culture organotypique d’ovaires en présence de kit-ligand entraine l’augmentation de l’activation

de Foxo3a par phosphorylation et la réduction de l’apoptose qui frappe l’ovaire néonatal (Liu et al.,

2009). Le lien entre Foxo3a et apoptose a par ailleurs été confirmé par la démonstration de la

corrélation positive spatiale et temporelle entre les marquages de l’ADN endommagé au cours de

l’apoptose (TUNEL) et de Foxo3a dans le noyau d’ovocytes de ratte à la naissance (Sui et al., 2010).

L’action promotrice de cette voie de signalisation sur la formation des follicules primordiaux a aussi

été démontrée chez le hamster (Wang & Roy, 2004).

ii. Système Notch

La voie de signalisation Notch est impliquée dans de nombreux processus biologiques et pathologies. Notch (figure 11 B) possède 2 types de ligands : les Jagged et les Delta, qui se fixent sur la partie

extracellulaire de Notch. Un clivage se produit alors par l’intermédiaire de métalloprotéase et sécrétase et la partie intracellulaire passe dans le noyau afin d’activer la transcription de ses gènes cibles. La signalisation par Notch est modulable par des protéines de la famille Fringe. Dans l’ovaire néonatal de souris, Jagged est exprimé par les cellules germinales et Notch par les cellules somatiques. Si les ovaires mis en culture à la naissance sont traités avec un inhibiteur de sécrétase (enzyme de clivage atténuant la voie de signalisation), la proportion de follicules primordiaux formés après 4 jours est réduite tandis que la proportion de follicules encore inclus dans des nids ovocytaires

est augmentée (Trombly et al., 2009). Chez des souris dont le gène Notch2 a été invalidé

spécifiquement dans les cellules de la granulosa, la fragmentation des nids ovocytaires est perturbée,

induisant la formation de MOF mais réduisant le nombre de follicules primordiaux formés (Xu &

Gridley, 2013). L’apoptose est elle aussi réduite. De plus, les souris KO pour le gène codant pour la

protéine Lunatic Fringe (ce qui a pour effet d’inhiber la signalisation Notch) présentent des défauts

de méiose (Hahn et al., 2005). Ceci démontre d’une part l’importance de la voie de signalisation

Notch dans la formation des follicules et d’autre part la grande coopération établie entre les cellules somatiques et germinales. Les cellules de la granulosa régulent le destin des ovocytes via cette voie de signalisation.

iii. Neurotropines

Les Ngf (Nerve Growth Factor) sont également impliqués dans l’assemblage des follicules

primordiaux, par un mécanisme mal connu (Kerr et al., 2009). Les autres neurotropines Bdnf (brain

derived neurotropic factor), Nt3 et Nt 4-5 sont également impliquées. Elles sont majoritairement exprimées par les cellules somatiques mais leurs récepteurs sont portés par les cellules germinales

(pour revue, Dissen et al., 2009). Les souris KO pour le gène codant pour le TrkB (récepteur du NGF)

présentent à 4 jpn un nombre de cellules germinales très réduit (plus de 50 % de perte par rapport

au contrôle) et seulement quelques follicules (Spears et al., 2003). De plus il semble exister un lien

entre les neurotropines et la voie de signalisation Notch dans l’ovaire, expliquant la réduction du

nombre d’ovocytes chez les souris KO TrkB (Dorfman et al., 2011). Les neurotropines seraient donc

impliquées dans la survie des cellules germinales via la coordination entre les cellules somatiques et les germinales.

iv. Facteurs de croissance de la famille du TGFβ

- AMH

L’Amh, dont l’expression fœtale chez le mâle induit, avec la testostérone, la masculinisation du tractus génital (pour rappel, figure 2), est également une hormone exprimée chez la femelle. Chez la ratte, elle n’est toutefois exprimée qu’après la naissance par les cellules de la granulosa à partir du

- Inhibines / activines

La balance inhibine / activine a également été proposée comme régulateur de la formation des follicules primordiaux. Les activines sont très exprimées chez la souris au moment de la formation des follicules primordiaux, dans les cellules germinales et somatiques. Leurs récepteurs y sont

également présents (Bristol-Gould et al., 2006). Un traitement à l’activine au moment de la

formation de ces follicules en augmente le nombre. Toutefois cette augmentation n’est pas persistante et lors de la puberté, le nombre de follicules est similaire chez les animaux traités et les

témoins (Bristol-Gould et al., 2006). Bien que la présence d’inhibine n’ait été rapportée dans l’ovaire

de souris qu’à partir de 3 jpn (Drummond et al., 2000), la formation des follicules primordiaux des

souris chez qui le gène de l’inhibine α a été invalidé semble avoir lieu normalement mais des troubles

du recrutement folliculaire interviennent très rapidement (avant 12 jpn) (Myers et al., 2009).

L’histogenèse folliculaire des souris exprimant moins de follistatine est également perturbée : le nombre de cellules germinales est plus important, l’apoptose est réduite et le processus de formation des follicules se poursuit au-delà de 3 jpn (contrairement aux animaux témoins) soulignant l’importance des follistatines dans la régulation du nombre de cellules germinales en période

périnatale (Kimura et al., 2011).

v. Facteurs de transcription

De multiples facteurs, tels que Hnrnpk, sont régulateurs de nombreuses protéines impliquées notamment dans le cycle cellulaire et leur absence réduit la formation des follicules primordiaux (Wang et al., 2011). Fxna, dont la délétion conduit également à la persistance de cordons ovariens non fragmentés sans dérégulation de l’apoptose ou défaut de prolifération des cellules de la granulosa, est nécessaire pour coordonner l’organisation des cellules en follicules primordiaux

(Garcia-Rudaz et al., 2007). Figla (factor in the germline) est connu pour réguler l’expression des

gènes Zp à l’origine de la mise en place de la zone pellucide (portion de la matrice extracellulaire apparaissant au stade primaire du développement folliculaire) et sa délétion empêche la formation

des follicules primordiaux (Soyal et al., 2000). Nobox est également impliqué dans la formation

folliculaire. En son absence, les follicules sont beaucoup plus lents à s’assembler. Toutefois, Nobox

est essentiel pour la suite du développement folliculaire (Rajkovic et al., 2004).

vi. Facteurs impliqués dans l’adhésion cellulaire

Dans l’ovaire de hamster, l’expression de deux molécules d’adhésion cellulaire a été étudiée en

période périnatale (Wang & Roy, 2010). Cdh1 (codant pour la E-cadhérine) est exprimé dans les

ovocytes quel que soit le stade de développement folliculaire. Cdh2 (N-cadhérine) s’exprime dans les ovocytes pendant la vie fœtale et avant la formation des follicules. Quand les follicules se forment, son expression faibli dans les cellules germinales et apparait dans les cellules de la granulosa. Pendant la croissance folliculaire, seules les cellules de la granulosa l’expriment. L’expression de ces deux molécules d’adhésion se modifie précisément au moment de la formation des follicules

primordiaux, suggérant leur implication dans le bon déroulement de ce processus (Wang & Roy,

Le Ctgf (connective tissue growth factor) est également connu pour son implication dans l’adhésion cellulaire, le remodelage tissulaire et la formation de la matrice extra-cellulaire. Après que l’expression de cette molécule ait été identifiée comme étant très modifiée précisément au moment

de la formation des follicules (Kezele et al., 2005b), son rôle dans ce processus a été évalué à l’aide

d’un modèle d’ovaire de ratte mis en culture à la naissance. L’adjonction de Ctgf dans le milieu conduit à l’augmentation du nombre de follicules formés à 2 jpn, suggérant là encore la possible

implication de cette molécule dans le processus d’histogenèse folliculaire (Schindler et al., 2010).