L’oreille moyenne

La cavité tympanique est un dérivé endodermique de la première poche pharyngienne. Sa partie distale s’élargit pour former la cavité tympanique, alors que sa partie proximale donne la trompe d’Eustache qui communique avec le nasopharynx. Quant aux osselets, le marteau (malleus, hammer) et l’enclume (incus, anvil) dérivent du cartilage du premier arc, alors que l’étrier (stapes) est un dérivé du second arc. Les osselets apparaissent pendant la première moitié de la gestation, mais restent enrobés dans le mésenchyme jusqu’au 8ième mois. Ensuite, le mésenchyme se résorbe et l’épithélium endodermique de la cavité tympanique s’étend et entoure les osselets en formant une sorte de méso qui se transforme en ligaments de la chaîne ossiculaire. Comme le marteau provient du premier arc, le muscle tenseur du marteau est innervé par le V moteur, alors que le muscle de l’étrier est innervé par le VII moteur, nerf du deuxième arc. La cavité tympanique subit une croissance progressive et, après la naissance, se prolonge par l’antre tympanique dans la mastoïde, formant la cavité mastoïdienne.

L’oreille externe

Le méat auditif externe est formé par la partie dorsale de la première fente pharyngienne. Au début du troisième mois, un bourgeon épithélial prolifère avant de se creuser au cours du 7ième mois. Cet épithélium forme le feuillet épithélial externe du tympan. Parfois, cette résorption ne se fait pas bien et il en résulte une forme de surdité congénitale. Le tympan est formé de trois couches : un épithélium qui dérive de celui qui tapisse l’oreille externe ; une couche conjonctive intermédiaire ; et un épithélium interne formé par celui de l’oreille moyenne.
Le pavillon tire son origine de 6 excroissances mésenchymateuses provenant de la partie dorsale des premier et second arcs, qui entourent la première fente. Ces bourgeons fusionnent pour former le pavillon, un processus compliqué qui explique la fréquence des anomalies. Les oreilles sont initialement formées au niveau bas de la nuque, et remontent en parallèle du développement de la mandibule, pour se situer à hauteur des yeux.

Il existe toute une variété de surdités congénitales, souvent associées à un mutisme, dont les causes sont génétiques ou environnementales. Des exemples de surdités génétiques sont des mutations de certains canaux ioniques, ou encore des mutations de la tectorine, une protéine essentielle de la membrane tectoriale. Comme facteurs d’environnement, mentionnons l’infection in utero par le virus de la rubéole ou par le toxoplasme.
Les anomalies de l’oreille externe ne sont pas rares, et peuvent avoir une gravité très variable ; même dans les cas modestes, elles entraînent un handicap psychologique évident. La plupart des anomalies chromosomiques s’accompagnent d’anomalies plus ou moins nettes des oreilles externes, en particulier de leur niveau d’implantation. Enfin, on décrit des appendices péri-auriculaires, qui se présentent comme des excroissances ressemblant à des « micropavillons » surnuméraires.

L’œil

L’œil apparaît à 22 jours sous forme de 2 sillons de part et d’autre du diencéphale rostral, puis de deux excroissances appelées vésicules optiques. Ces vésicules se portent au contact de l’ectoderme de surface où elles induisent la formation du cristallin. Ensuite, la vésicule s’aplatit, formant une cupule optique à double paroi. Ces deux parois sont initialement séparées par un espace dit intrarétinien, qui se comble par accolement des deux feuillets. Le processus d’invagination puis de fusion ne se limite pas à la cupule, mais concerne aussi la connexion avec le cerveau (futur nerf optique), avec formation de la fissure choroïdienne. La fusion de cette fissure permet l’inclusion de l’artère centrale de la rétine dans le nerf optique. Elle se termine au 7ième mois, ne laissant comme ouverture de la cupule optique que la future pupille. En parallèle, les cellules ectodermiques au contact de la vésicule se transforment en placode du cristallin qui s’invagine et se transforme en vésicule du cristallin. Au cours de la 5ième semaine, la vésicule du cristallin perd son contact avec l’epithélium de surface et se place au niveau de la pupille.

La couche externe de la cupule optique se développe en épithélium pigmentaire de la rétine. Le développement de la couche interne forme toute la partie neuronale de la rétine (récepteurs, cellules bipolaires, amacrines et ganglionnaires), ainsi que les cellules gliales de Muller. Les axones des neurones ganglionnaires cheminent à l’intérieur de la rétine avant de gagner le nerf optique qui se forme au niveau de la papille (tache aveugle). Au niveau le plus antérieur, le feuillet interne de la cupule optique forme l’épithélium qui recouvre l’iris et les corps ciliaires. La région entre la cupule et l’épithélium de surface est remplie d’un mésenchyme lâche au sein duquel se forment les muscles constricteur et dilatateur de la pupille.

Le cristallin se développe au départ de la vésicule cristallinienne, par allongement des cellules de la partie postérieure, ce qui comble la lumière de la vésicule, oblitérée au 7ième mois. Le développement du cristallin continue par apposition de nouvelles cellules fibrillaires sur ce centre initial, pour donner le cristallin définitif.

A la fin de la 5ième semaine, le primordium oculaire est entièrement entouré de mésenchyme qui se différentie en une couche interne comparable à la pie-mère du cerveau, et en une couche externe comparable à la dure-mère. La couche interne forme une couche très vascularisée et pigmentée appelée choroïde alors que la couche externe produit la sclérotique, qui est continue avec la dure-mère du nerf optique. La différenciation du mésenchyme antérieur est différente. La chambre antérieure de l’œil se forme par vascularisation du mésenchyme qui forme deux feuillets : le feuillet postérieur forme la membrane iridopupillaire, en avant de l’iris, destinée à disparaître complètement, alors que le feuillet antérieur, continu avec la sclérotique, forme le stroma de la cornée (substantia propria). La cornée est donc formée de : une couche épithéliale qui dérive de l’épithélium de surface ; un stroma ; un épithélium interne qui tapisse la chambre antérieure. Du mésenchyme qui entoure l’œil est aussi inclus dans l’œil lorsque la fissure choroïdienne se ferme. C’est à son niveau que se forment les vaisseaux hyaloïdes, et ce mésenchyme forme aussi un réseau très délicat de fibres entre le cristallin et la rétine, dont les travées se remplissent d’un gel transparent, le corps vitré. Les vaisseaux hyaloïdes inclus dans le vitré dégénèrent, le résidu étant le canal hyaloïde.

La cupule optique est connectée au cerveau par la tige optique dont la face inférieure est creusée par un sillon, la fissure choroïde, qui contient les vaisseaux hyaloïdes. Les axones qui quittent la rétine cheminent dans le feuillet interne de la cupule. Pendant la 7ième semaine, la fissure choroïde se ferme, formant un étroit tunnel dans la tige optique. Suite à la croissance des axones, la lumière entre les feuillet externe et interne disparaît. Les cellules du feuillet interne forment des cellules gliales du nerf optique. Ainsi, la tige optique se transforme en nerf optique, dont le centre contient l’artère hyaloïde, qui deviendra l’artère centrale de la rétine.

Mécanismes moléculaires

Le gène PAX6 joue un rôle prépondérant dans le développement oculaire. Il s’exprime dans une bande de la plaque neurale au niveau d’un seul champ oculaire qui se divise ensuite en deux primordia, probablement sous l’influence de Shh produit par la plaque préchordale. L’expression de Shh réprime PAX6 et stimule la production de PAX2 au centre du champ. Ce pattern d’expression se maintient : PAX2 est exprimé dans la tige optique, et PAX6 dans la cupule optique et dans l’épithélium de la placode cristallinienne. Après l’induction du cristallin, le facteur BMP7 (famille TGF-beta) est nécessaire au développement oculaire normal. Le champ oculaire était jadis condidéré comme une partie du diencéphale, mais des travaux récents suggèrent qu'il s'agit d'un territoire à part entière, situé en position rostrale du diencéphale.

Illustrations cliniques

Le colobome se produit lorsque la fermeture de la fissure choroïde est défectueuse. Le plus souvent limité à l’iris, le colobome peut s’étendre au corps ciliaire, voire à la rétine, la choroïde et le nerf optique. Il est fréquemment associé à d’autres anomalies et parfois à des mutations du gène PAX2.
La cataracte congénitale est une opacité prénatale du cristallin. Elle répond à des causes génétiques ou acquises. Par exemple, si la mère contracte la rubéole entre 4 et 5 semaines, l’enfant peut avoir une cataracte, alors que si la mère est infectée après la 7ième semaine, c’est plutôt une lésion cochléaire avec surdité qui est a craindre.
La microphtalmie (yeux trop petits) peut être associée à d’autres anomalies et résulte assez fréquemment d’infections de la mère par le cytomégalovirus ou la toxoplasmose. L’anophtalmie ou absence d’yeux, est associée à des malformations graves du crâne.
L’aniridie et l’aphakie (absence de cristallin) sont liées à un déficit d’induction des structures correspondantes. Des mutations de PAX6 donnent de l’aniridie et pourraient contribuer à des cas d’anophtalmie ou de microphtalmie.
La cyclopie (un seul œil) et la synophtalmie (fusion des yeux) décrivent un spectre de malformations avec fusion totale ou partielle des yeux. Ces malformations sont dues à une anomalie tissulaire de la ligne médiane vers les jours 19-21 de la gestation et sont associées à des malformations crâniennes et cérébrales, comme l’holoprosencéphalie. Certaines anomalies médianes sont liées à l’alcool ("fetal alcohol syndrome") ou à des mutations de la voie de signalisation Shh.

Système tégumentaire

La peau a une origine double : l’épiderme dérive de l’ectoderme, alors que le derme se développe à partir du mésenchyme sous-jacent. Au début, l’embryon est couvert d’une seule couche de cellules ectodermiques. Au début du 2ième mois, cet épithélium prolifère et une couche de cellules aplaties, appelée périderme, apparaît en surface. Une troisième couche est formée par prolifération des cellules basales, et l’épiderme atteint sa structure définitive en 4 couches à la fin du 4ième mois, avec : (1) la couche germinative, basale, responsable de l’addition de nouvelles cellules ; cette couche est responsable du développement des petits sillons qui forment les empreintes digitales ; (2) la couche épineuse de grandes cellules, avec des tonofibrilles fines ; (3) la couche granulaire, caractérisée par la présence des grains de kératohyaline ; (4) la couche cornée formée de cellules kératinisées mortes. Des cellules du périderme se détachent pendant la seconde moitié de la grossesse et sont présentes dans le liquide amniotique. Au cours du premier trimestre, l’épiderme est envahi par des cellules de la crête neurale qui synthétisent la mélanine, qui est transférée vers d’autres cellules par les prolongements dendritiques des mélanocytes.

Le derme se forme à partir du mésoderme de la plaque latérale et des dermatomes des somites. Pendant les 2ième et 3ième mois, ce tissu, appelé corium, forme des structures irrégulières, les papilles dermiques, qui se projettent en dehors vers l’épiderme. La plupart de ces papilles contiennent un capillaire et un nerf ou un organe sensoriel. La couche plus profonde, ou subcorium, contient du tissu graisseux. A la naissance, la peau est couverte d’un enduit blanchâtre appelé vernis caséeux, produit par la sécrétion des glandes sébacées et les débris de phanères et de peau desquammée. Cet enduit protège la peau de l’action irritante du liquide amniotique.

L’ictyose, une kératinisation excessive de la peau, est caractéristique d’un groupe de maladies génétiques autosomiques récessives ou liées à l’X. Dans les cas graves, cette affection produit un état appelé « fœtus arlequin ».

Les poils sont des proliférations épidermiques qui pénètrent le derme. L’invagination du bourgeon pileux, appelée papille, est remplie de tissu mésodermique dans lequel se développent les nerfs et vaisseaux. Les cellules épidermiques du centre se kératinisent et prennent une forme en fuseau, formant la tige du poil, alors que les cellules périphériques deviennent cuboïdes, formant la couche épithéliale du poil. La racine du poil est formée par le mésenchyme voisin, qui forme aussi le muscle arrecteur. La croissance des cellules épithéliales de la base résulte en la croissance du poil et, à la fin du troisième mois, les premiers apparaissent dans la région des sourcils et sur la lèvre supérieure. Le premier duvet, appelé lanugo, est remplacé par des poils formés par de nouveaux follicules. Les glandes sébacées sont formées par une excroissance de l’épithélium à la base des poils.
L’hypertrichose est une trop grande abondance de poils, alors que l’atrichose est une absence de poils, généralement associée à l'absence d’autres dérivés ectodermiques comme les dents ou les ongles.

Développement des glandes mammaires

Initialement, il se forme un épaississement épithélial appelé ligne ou crête mammaire. A 7 semaines, cette ligne s’étend de chaque côté, depuis la base du membre supérieur jusqu’à la racine du membre inférieur. La plupart de cette ligne mammaire régresse, à l’exception d’une petite partie de la région thoracique qui se développe et pénètre le mésenchyme. A ce niveau se forment entre 16 et 24 bourgeons qui se canalisent vers la fin de la grossesse pour former les canaux galactophores, prolongés par les canalicules et les alvéoles. Le mamelon se forme après la naissance.

Lorsque certains fragments de la ligne mammaire subsistent, des petits mamelons accessoires peuvent se former, en particulier dans la région axillaire, une condition appelée polythélie. La polymastie désigne le développement de seins surnuméraires complets.