En face Préparation d’un coussin endocardique pour l’analyse de morphogenèse planaire chez des embryons de souris

Le cœur est le premier organe fonctionnel d’un embryon de mammifère. Vers le jour embryonnaire (E) 7,5 chez la souris, les cellules bilatérales du mésoderme précardiaque forment le croissant cardiaque dans la face ventrale¹. Le croissant cardiaque contient deux populations de cellules précardiaques qui comprennent les progéniteurs du myocarde et de l’endocarde². Vers E8.0, les précurseurs cardiaques fusionnent dans la ligne médiane, formant le tube cardiaque primitif composé de deux tissus épithéliaux, le myocarde externe et l’endocarde interne, qui est un endothélium spécialisé séparé par une matrice extracellulaire appelée gelée cardiaque. Plus tard, à E8.5, le tube cardiaque subit une boucle vers la droite. Le cœur en boucle possède différentes régions anatomiques avec des signatures moléculaires spécifiques telles que le tractus d’écoulement (OFT), les ventricules et le canal atrio-ventriculaire (AVC)³. Bien qu’initialement le tube cardiaque se dilate à son entrée par l’ajout de cellules⁴, à E9.5, la prolifération cardiaque intensive entraîne un gonflement des cavités et l’établissement du réseau trabéculaire⁵. La formation valvulaire a lieu dans l’AVC (futures valves mitrales et tricuspides) et dans l’OFT (futures valves aortiques et pulmonaires).

L’endocarde joue un rôle crucial dans le développement de la valve. Les cellules endocardiques subissent une transition épithéliale-mésenchymateuse (EMT) dans l’AVC et l’OFT pour former les coussins endocardiques, une structure qui apparaît au début du développement valvulaire. Différentes voies de signalisation activent ce processus; à E9,5 chez la souris, NOTCH activé dans l’endocarde en réponse à BMP2 dérivé du myocarde favorise l’EMT invasive des cellules endocardiques dans les régions AVC et OFT par l’activation de TGFβ2 et SNAIL (SNAI1), qui réprime directement l’expression de la cadhérine endothéliale vasculaire (VE-cadhérine), un composant transmembranaire des jonctions adhérentes (AJ)^6,7,8 . Dans l’OFT, l’activation de l’endocarde pour initier l’EMT est médiée par FGF8 et BMP4, dont l’expression est activée par NOTCH 9,10,11,12.

La progression de l’EMT implique une dynamique cellulaire lorsque les cellules changent de forme, rompent et refont des jonctions avec leurs voisines, se délaminent et commencent à migrer¹³. Ces changements comprennent le remodelage et le désassemblage progressif de l’AJ 14,15, la signalisation de la polarité cellulaire planaire (PCP), la perte de polarité apico-basale (ABP), la constriction apicale et l’organisation cytosquelettique ^16,17. Le PBA fait référence à la distribution des protéines le long de l’axe antéro-postérieur d’une cellule. Dans le cœur en développement, la régulation ABP dans les cardiomyocytes est nécessaire pour le développement ventriculaire¹⁸. La PCP fait référence à une distribution polarisée de protéines dans les cellules à travers le plan d’un tissu et régule la distribution cellulaire; Les épithéliums à géométrie stable sont constitués de cellules en forme d’hexagone, où seulement trois cellules convergent aux sommets 19,20,21,22. Différents processus cellulaires, tels que la division cellulaire, l’échange de voisins ou la délamination se produisant au cours de la morphogenèse épithéliale, produisent une augmentation du nombre de cellules qui convergent vers un sommet et du nombre de cellules voisines qu’une cellule donnée a²². Ces comportements cellulaires liés à la PCP peuvent être régulés par différentes voies de signalisation, la dynamique de l’actine ou le trafic intracellulaire²³.

Les données générées pour étudier le développement valvulaire chez la souris ont été obtenues à partir de coupes transversales, coronales ou sagittales de cœurs embryonnaires E8.5 et E9.5, où l’endocarde est représenté comme une ligne de cellules plutôt que comme un champ de cellules – l’endocarde couvre toute la surface interne du tube cardiaque²⁴. Les coupes embryonnaires ne permettent pas l’analyse de la PCP dans l’endocarde des embryons de souris. Notre nouvelle méthode expérimentale permet l’analyse de la distribution des cellules endocardiques, de l’anisotropie AJ et de l’analyse de la forme d’une seule cellule, comme le montrent les résultats représentatifs. Ce type de données est nécessaire pour l’analyse du PCP, ainsi que la description d’autres molécules liées au PCP, non présentées dans ce rapport. L’immunofluorescence à montage entier, la préparation d’échantillons spécifiques et l’utilisation de souris génétiquement modifiées permettent une analyse de polarité planaire dans l’endocarde au début du développement valvulaire chez la souris.