Les différents stades de développement placentaire

IMPLICATION D’UNE FORME D’hCG ANORMALE ET DE SON RÉCEPTEUR (R-LH/CG) DANS LE DÉVELOPPEMENT PLACENTAIRE

Les différents stades de développement placentaire

Stade prélacunaire (Figure 2 A et 2 B).

Dès la phase d’implantation, la première ébauche du placenta apparaît au niveau du pôle du blastocyste orienté vers l’endomètre. Le trophœctoderme se différencie en deux types cellulaires : une couche interne, mononuclée, qui est constituée de cytotrophoblastes et d’une couche externe, possèdant un fort potentiel invasif et qui forme le syncytiotrophoblaste. Ce dernier, très invasif à ce stade, pénètre l’épithélium utérin et envahit l’endomètre, grâce a une activité protéolytique aboutissant à la nidation du blastocyste au sein de la muqueuse utérine. À la fin de ce stade prélacunaire, le blastocyste est complètement encastré dans la paroi de l’endomètre. 

Stade lacunaire (Figure 2 B et Figure 3)

Vers le 8ème ou le 9ème jour après la fécondation, des cavités vont se former dans le syncytiotrophoblaste. Peu à peu, ces cavités vont s’agrandir et fusionner pour former des lacunes divisant le syncytiotrophoblaste. Ces lacunes vont se remplir de sang maternel au fur et à mesure que ce syncytium rencontre et dégrade les parois des vaisseaux déciduaux (Figure 3). La formation des lacunes divise l’assise trophoblastique en 3 parties: – Une plaque choriale située du côté fœtal – Le système lacunaire, avec les trabécules de syncytiotrophoblastes, précurseur de la chambre intervilleuse du placenta mature. – La couche trophoblastique, s’appuyant sur l’endomètre, qui formera la plaque basale. 

 Stade villeux (Figure 3)

 À partir du 12ème jour, les cytotrophoblastes envahissent les travées du syncytiotrophoblaste : on parle alors de villosité primaire. Entre le 15ème et le 21ème jour, le cœur des villosités primaires est envahi par le mésenchyme embryonnaire : on parle alors de villosité secondaire. La lame basale trophoblastique apparaît puis le mésenchyme se vascularise, on parle de villosité tertiaire à partir du moment où les vaisseaux fœtaux (qui conduiront le sang fœtal) apparaissent. La villosité choriale apparaît dans sa constitution définitive vers la troisième semaine après la fécondation. Au début du développement placentaire, les villosités se forment sur toute la surface du sac embryonnaire, elles sont plus nombreuses au niveau du pôle embryonnaire. 

Placenta à terme

 Structure du placenta à terme

À la naissance, le placenta humain mature est un organe discoïdal (20 cm de diamètre, 3 cm d’épaisseur et pesant 500 g). À la fin du 4ème mois de gestation, le placenta humain rentre dans sa “période d’état”, c’est à dire qu’il possède sa structure définitive (Figure 4). La face fœtale est appelée plaque choriale (avec l’insertion du cordon ombilical comportant 2 artères, et 1 veine) alors que la face maternelle est appelée plaque basale (Figure 5). Entre ces deux plaques, les villosités choriales flottent dans la chambre intervilleuse dans laquelle circule le sang maternel. 

La chambre intervilleuse

 Dans la chambre intervilleuse, le sang maternel arrive par les artères spiralées et repart par les veines utéro-placentaires (Figure 6). La présence d’une seule couche trophoblastique au contact direct du sang maternel caractérise le type de la placentation humaine. En effet, le sang fœtal et le sang maternel ne sont jamais en contact, ils sont séparés par la barrière placentaire au niveau des villosités (Figure 6). Le placenta humain est de type chorioallantoïdien, c’est à dire que les tissus qui séparent le sang maternel du sang fœtal sont formés du trophoblaste chorionique, de mésenchyme et de vaisseaux allantoïdiens. L’interface d’échange est de type hémochorial car le sang maternel est directement en contact avec le trophoblaste chorionique. Le placenta humain est de type : hémochorial. La placentation humaine Il existe d’autres types de placentation chez les mammifères euthériens mettant en évidence des différences notamment au niveau de sa forme extérieure, avec des inter-digitations entre tissus maternels et fœtaux et des inter-relations entre les flux sanguins maternels et fœtaux (Leiser and Kaufmann, 1994). La pluridisciplinarité des fonctions réalisées par le placenta (échange gazeux, de nutriments et l’élimination des déchets) n’est retrouvée dans aucun autre organe de mammifères. Bien que l’on retrouve des structures placentaires différentes selon les espèces, la fonction du placenta reste globalement la même chez tous les mammifères. 

 Mise en place du flux sanguin maternel dans la chambre intervilleuse 

Jusqu’à la 12ème semaine de grossesse environ, le sang maternel n’arrive pas dans la chambre intervilleuse : des agrégats de cytotrophoblastes obstruent les artères utéro-placentaires ne laissant passer que du sérum et des quantités réduites de sang maternel. Ainsi durant tout le premier trimestre le développement se déroule dans des conditions hypoxiques (Burton et al., 1999). La circulation de sang maternel dans la chambre intervilleuse ne débute donc qu’au second trimestre et s’associe à une augmentation de la pression partielle en oxygène.

 LES STRUCTURES VILLOSITAIRES 

L’arbre villositaire est formé de 2 types de villosités: les villosités crampons, permettant un ancrage dans l’endomètre maternel et les villosités choriales flottantes reliées à la plaque choriale, où se feront les échanges fœto-maternels. Les cellules trophoblastiques sont présentes au niveau de ces deux types de villosités. Il existe deux voies de différenciation trophoblastique, spécifiques du type de villosité (Figure 7). Les deux voies de différenciation sont caractérisées par l’expression de facteurs de transcriptions différents. En effet, les facteurs de transcriptions Id2 et Hash2 sont nécessaires pour permettre la différenciation des cytotrophoblastes en cytotrophoblastes extravilleux de la colonne. Le caractère invasif des cytotrophoblastes extravilleux est régulé par l’activation des facteurs de transcription Mmp9 et uPa et l’inhibition de Hash2 et Gcm1 (Roberts et al., 2004). Le facteur de transcription Gcm1 est indispensable pour la différenciation des cytotrophoblastes en syncytiotrophoblaste (Roberts et al., 2004). Les cytotrophoblastes extravilleux que l’on retrouve au niveau des villosités ancrées prolifèrent, puis migrent et envahissent l’endomètre utérin. Certains cytotrophoblastes extravilleux remplacent les cellules endothéliales des artères spiralées utérines correspondant aux cytotrophoblastes extravilleux endovasculaires. Les autres cytotrophoblastes extravilleux demeurent interstitiels et peuvent fusionner pour donner les cellules géantes (Malassiné and Cronier, 2002). Figure 6: Représentation schématique de la circulation fœtale et maternelle. (d’après http://www.embryology.ch/francais/fplacenta/planmodpl01.html. ® www.embryology.ch). 1: Artère ombilicale, 2: Veine ombilicale, 3: Capillaires fœtaux, 4: Artères spiralées, 5: Veines utérines, 6: Chambres intervilleuses, 7: Plaque basale. Figure 7: Principales voies de différenciation du cytotrophoblaste (CT). (d’après ALSAT, MS, 1999). * ou extravilleux prolifératif, ** ou extravilleux invasif. Dans la zone d’implantation du blastocyste le CT des colonnes, dit intermédiaire prolifère, puis migre vers l’endomètre maternel et devient extravilleux. Ce CT extravilleux colonise la décidue et le premier tiers du myomètre. Au cours de sa différenciation terminale, il remplace les cellules endothéliales des artères de l’endomètre maternel, ou il se (dé)différencie en cellules géantes bi- ou tri- nucléées au sein de la décidue. Cette invasion est contrôlée et orientée par de multiples interactions avec les cellules environnantes. Au cœur du placenta, les CT villeux créent par fusion cellulaire le syncytiotrophoblaste qui constitue la principale interface fœtomaternelle et possède de nombreuses fonctions indispensables au développement fœto-placentaire.

La placentation humaine

 L’autre voie de différenciation s’oriente vers les cytotrophoblastes villeux que l’on retrouve au niveau des villosités choriales: après agrégation, ces cellules fusionnent et forment le syncytiotrophoblaste, assurant une part essentielle des fonctions d’échanges et endocrines du placenta. 

 Villosités ancrées (ou crampon) (Aplin, 1991)

 La majeure partie de l’assise trophoblastique intervient dans le développement des villosités. Le placenta humain est caractérisé par une invasion profonde de l’endomètre utérin par les cytotrophoblastes extravilleux. Cette invasion a pour point de départ les villosités ancrées qui assurent un ancrage au niveau de l’endomètre maternel (figure 8). La base des villosités ancrées est située au niveau de la plaque basale placentaire. Cette base est constituée de cytotrophoblastes de la colonne, au phénotype prolifératif. À partir de la colonne, des cytotrophoblastes extravilleux adoptent un phénotype invasif. Ils envahissent l’endomètre maternel jusqu’au tiers supérieur du myomètre. Ces cytotrophoblastes extravilleux invasifs, pour certains, atteignent les artères spiralées utérines maternelles et y remplacent l’endothélium vasculaire : ils constituent alors les cytotrophoblastes extravilleux endovasculaires. Ces cytotrophoblastes extravilleux endovasculaires ainsi que le syncytiotrophoblaste sont en contact direct avec le sang maternel. Au cours de leur migration à partir de la villosité ancrée jusqu’à l’artère spiralée maternelle, les cytotrophoblastes extravilleux adoptent un phénotype endothélial (Kaufmann et al., 2003). L’activité invasive de ces trophoblastes s’accompagne de la production de métalloprotéases comme les collagénases ou les stromelysines (Bischof et al., 1995) (Maquoi et al., 1995) et va conduire à la digestion de la matrice extracellulaire et de la paroi des capillaires et artères maternelles pour les remplacer par une substance fibrinoïde. La disparition des cellules musculaires lisses et des fibres élastiques associées permet de réduire la résistance du flux sanguin vers la chambre intervilleuse et d’augmenter ainsi l’apport sanguin (et donc de nutriments) au fœtus. Ce phénomène d’invasion permet d’utiliser le modèle placentaire comme modèle d’étude du développement pseudo-tumoral. Cette invasion cellulaire trophoblastique est limitée dans le temps (avant 20 semaines d’aménorrhées, ou SA), orientée dans l’espace (vers les artères utérines) et dûment contrôlée par de multiples interactions avec les cellules environnantes. Elle est régulée par des cellules de l’endomètre. Les cellules déciduales (cellules stromales de l’endomètre différenciées sous l’effet de la progestérone et des estrogènes) sécrètent des facteurs solubles régulant la synthèse de protéases et de protéines de la matrice extracellulaire (Bischof et al., 2000). Des cellules inflammatoires telles que les Natural Killer utérines (uNK) régulent aussi l’invasion trophoblastique.