L’instestin

Ng et al. 2005, utilisent le poisson zèbre transgénique Tg(Xla.Eef1a1:GFP) (gutGFP) dont les tissus du système digestif sont fluorescents en vert. Ils étudient le dévelop- pement entre 26 hpf et 126 hpf. L’intestin est issu de l’endoderme et se divise en 3 parties : le bulbe intestinal, l’intestin moyen et l’intestin postérieur, figure 34A.

L’intestin provient de l’endoderme, les marqueurs définitifs de l’endoderme sont

foxA3 (Eef1a1 ) et gata-6 pour l’intestin, foxA2 pour le pharynx et gata-6 pour l’oe-

sophage. A 26 hpf les cellules forment un ruban au dessus du vitellus (figure 35), de la bouche à l’anus et adoptent une structure en bi-couche ; les cellules acquièrent la polarité apico-basale et les signaux pour la formation de la matrice extra-cellulaire.

Figure 33: Représentation schématique des différents stades de développe-

ment du pancréas chez l’embryon de poisson zèbre entre 34 hpf et 76 hpf.

Tout les schémas représentent la vue ventrale, la partie antérieure est en haut. La flèche blanche montre l’ébauche dorsale (postérieure) et la flèche noire l’ébauche ventrale (antérieure). A 34 hpf une ébauche se forme dans la partie ventrale issue de l’intestin et dans la continuité du foie. A ce stade l’ébauche dorsale est formée par une masse cellulaire proche de l’intestin. A 40 hpf l’ébauche ventrale se déve- loppe vers la droite. A 44 hpf les deux ébauches sont juxtaposées, la connection entre l’intestin et la partie ventrale est à l’origine du canal hépatique. A 52 hpf elles fusionnent, les gènes caractéristiques des cellules exocrines sont exprimés. A 76 hpf le tissu exocrine entoure totalement l’ilôt pancréatique. Le tissu exocrine s’allonge vers la partie postérieure. L : foie (liver), s : vessie natatoire (swim bladder), gb : vésicule biliaire (gall bladder). Figure de Field et al. 2003b.

La lumière de l’intestin se forme sans processus de mort cellulaire. La mort cellulaire est rare au niveau de l’intestin pendant les deux premières semaines de développe- ment. La mortalité cellulaire dans la lumière de l’intestin à 96 hpf est observée chez les mutants flotte lotte (Chen et al. 1996).

Ng et al. 2005 détaillent la formation de l’intestin entre 26 hpf et 96 hpf en 3 stades. Le premier stade se déroule entre 26 et 52 hpf, le stade II jusqu’à 76 hpf puis le dernier stade jusqu’à 4 jpf.

Stade I. Le Stade I, se déroule entre 26 hpf et 52 hpf. Une lignée transgénique Tg(nkx2.2a:mEGFP) permet de suivre le développement. Le gène nkx2.2a est ex- primé dans le cerveau, la partie ventrale du tube neural et le pancréas en dévelop- pement. Durant cette phase la morphogénèse de l’intestin est rapide et les cellules de l’endoderme prolifèrent rapidement. A 48 hpf les progéniteurs des neurones en- tériques et des cellules musculaires lisses sont présents. Puis, à 52 hpf, les cellules endocrines de l’intestin sont formées dans la partie terminale de l’intestin en cours de développement, les cytokératines sont trouvées au pôle apical des cellules. Le

Figure 34: Structure de l’intestin des larves de poisson zèbre. Coupes longitudi- nales d’une larve de 5 jpf colorées à l’hématoxyline-éosine. A. L’intestin est divisé en 3 parties : le bulbe intestinal (intestinal bulb), l’intestin moyen (mid-intestine) et l’intestin postérieur (posterior intestine). A 5 jpf le vitellus est complètement résorbé et la larve commence à manger. B, C, D. Grossissement des différentes parties de l’intestin. Les plis sont présents dans le bulbe intestinal (B, flèches) alors que l’intestin moyen et postérieur ne présentent pas encore de pli à ces stades. C, D. L’intestin moyen est caractérisé par la présence des cellules calici- formes (C, flèches) et des entérocytes à larges vacuoles (C, triangles). Echelle 50

µm. Figure de Ng et al. 2005.

Figure 35: Marquage de l’endoderme chez l’embryon. Expression de la FoxA3 au niveau de la fine couche d’endoderme formant l’intestin à 26 hpf (lignée trans- génique gutGFP, expression de la GFP au niveau de l’endoderme). La partie dorsale est en haut et la partie caudale à gauche. Les flèches blanches montrent l’intestin situé au dessus du vitellus. La flèche jaune montre le canal de Cuvier permettant à l’embryon d’absorber les nutriments du vitellus. Figure de Ng et al. 2005.

poisson zèbre ne possède pas d’estomac, l’oesophage est connecté directement à l’in- testin ; c’est le bulbe intestinal qui a la fonction de l’estomac (digestion des lipides

et des protéines). La lumière se forme d’abord au niveau de l’oesophage puis avance vers la partie caudale de l’intestin, la bouche est ouverte.

Stade II. Le stade II, se déroule jusqu’à 74-76 hpf, l’intestin est un tube creux mais l’anus est toujours fermé. Les cellules de l’endoderme sont polarisées et se différencient. Les protéines de jonction serrées sont exprimées. Les cellules adoptent une forme de colonne avec le noyau situé à la base de la cellule. Une fine couche mésenchymateuse est trouvée autour de l’épithélium. A 72 hpf, les cellules continuent à proliférer selon l’axe rostro-caudal, les neurones entériques se différencient. André et al. 2000, ont mis en évidence un marqueur de l’intestin, fabp2, fabp2 (Intestinal Fatty Acid-Binding Protein) de la famille des FABP (Fatty Acid-Binding Proteins). Le transcrit fabp2 est exprimé au niveau de l’intestin dès 3 jpf. Les protéines FABP lient les acides gras à longues chaînes et participent à l’absorption des lipides.

Stade III Le stade III, se déroule jusqu’à 4 jpf. L’anus est ouvert, l’intestin pos- sède une lumière sur toute sa longueur. L’intestin est constitué d’une monocouche de cellules épitéhiales polarisées. On peut alors distinguer les 3 parties de l’intestin. Les cellules caliciformes synthétisant les mucines sont visibles à 100 hpf ainsi que des entérocytes à larges vacuoles, au niveau de l’intestin moyen.

A partir de 4 jours le bulbe intestinal s’élargit pour adopter une forme arrondie, les plis apparaissent, les cellules prolifératives se trouvent alors uniquement dans la partie basale du pli (analogue des cryptes de Lieberkühn chez les mammifères). L’expression de fabp2 est augmentée et retrouvée au niveau de l’épithélium (André et al. 2000). Les cellules entéro-endocrines sécrètent du glucagon et la somatosta- tine, les deux hormones sont exprimées par les même cellules contrairement à ce qui est trouvé chez les mammifères où les deux hormones sont sécrétées par deux po- pulations cellulaires différentes. Les cellules entéro-endocrines sont visibles d’abord dans l’intestin postérieur puis dans le bulbe intestinal et l’intestin moyen. Ce mé- canisme est contraire au reste du développement de l’intestin qui se fait selon l’axe rostro-caudal.

Le développement après 4 jpf. A 5 jpf, le canal alimentaire est composé d’une bouche, du pharynx, de l’oesophage, du bulbe intestinal, de l’intestin moyen, de l’intestin postérieur et de l’anus. L’intestin est alors fonctionnel. Le bulbe intestinal est formé de plis, la prolifération cellulaire est restreinte à la base des plis. L’intestin moyen et l’intestin postérieur n’ont pas de pli et sont formés d’une mono-couche de cellules épithéliales (il y a peu ou pas de prolifération). Le vitellus est complètement résorbé et la larve commence à se nourrir. fabp2 est retrouvé de l’oesophage jusqu’au niveau du rectum. L’expression de fapb2 dans la partie antérieure de l’intestin des larves nourries est corrélée à l’absorption intra-cellulaire des gouttelettes lipidiques par les entérocytes et la formation des lipoprotéines. De cette façon fabp2 permet de suivre le développement de l’intestin et l’absorption des acides gras (Her et al. 2004). A 8 jpf, les plis sont présents de façon aléatoire ; dans la partie de l’intestin moyen ils commencent à apparaître. A 12 jpf, les plis sont présents au niveau de l’intestin postérieur. A deux semaines l’intestin est toujours un tube linéaire, les plis de l’intestin moyen sont plus petits que ceux du bulbe intestinal. Les plis sont composés d’une monocouche de cellules épithéliales qui repose sur le tissu conjonctif. Un marquage cellulaire montre que les cellules du bulbe intestinal mettent 5-7 jours pour atteindre le haut du pli alors que les cellules prolifératives de la base du pli de l’intestin moyen atteignent le sommet du pli en 7-10 jours. A 14 jpf les cellules caliciformes sont retrouvées dans tout l’intestin. Dans le bulbe intestinal les cellules caliciformes sécrètent des mucines acides et neutres, elles couvrent la surface de la muqueuse pour protéger les cellules de la phagocytose et de la déshydratation. Le bulbe intestinal et l’intestin moyen ont le rôle d’absorption des nutriments, les enzymes digestives y sont exprimées. Le bulbe intestinal est composé de 3 types cellulaires : les entérocytes en forme de colonne avec des bordures en brosse, les cellules caliciformes et les cellules endocrines. Les cellules de Paneth ne sont pas trouvées dans l’épithélium intestinal du poisson zèbre. La formation du tube digestif est résumée figure 38 et l’anatomie de la larve est représentée figure 39.

Chez l’adulte. Chez l’adulte la lamina propia sépare l’épithélium intestinal de la couche musculaire lisse. Le tissu conjonctif du poisson zèbre (lamina propia et submucosa) est moins complexe que chez les mammifères. Des cellules nerveuses entériques sont trouvées au niveau de la couche de cellules musculaires lisses, figure 36 (Wallace et al. 2005).

Figure 36: Architecture de la paroi intestinale chez l’adulte organisée en couches concentriques. Il n’y a pas de crypte de Lieberkühn chez le poisson zèbre. L’épi- thélium repose sur la lamina propia et compose la muqueuse. La muqueuse repose sur une couche de cellules musclaires lisses circulaires et longitudinales (muscu- laris) contenant des cellules nerveuses entériques. La couche la plus externe est la séreuse. Figure de Wallace et al. 2005.