Manipulation des potentialités angiopoïétique/hémangiopoïétique chez l’embryon d'oiseau

Manipulation of angiopoietic/hemangiopoietic potentials in the avian embryo

¹ Institut d’Embryologie cellulaire et moléculaire du CNRS et du Collège de France, 49 bis, avenue de la Belle Gabrielle, 94736 Nogent-sur-Marne cedex, France.
² auteur pour la correspondance : Tel : 01 45 14 15 15. Fax : 01 48 73 43 77. E-mail : pardanau@infobiogen.fr.

Résumé

L’hypothèse selon laquelle les lignages endothélial et hématopoïétique auraient une origine commune est postulée depuis longtemps. Dans le modèle des chimères caille-poulet nous avons montré que deux territoires mésodermiques produisent des progéniteurs endothéliaux : le somite produit uniquement des angioblastes (potentialité angiopoïétique) tandis que le mésoderme splanchnopleural donne naissance à des progéniteurs à double potentialité, endothéliale et hématopoïétique (potentialité hémangiopoïétique). Cette potentialité hémangiopoïétique est définie par la capacité de précurseurs greffés en position dorsale à migrer vers le plancher endothélial de l’aorte et à participer aux bourgeonnements hématopoïétiques qui y ont lieu (voir Jaffredo et al. dans ce volume).

Nous avons mis au point un test in vivo basé sur la mise en évidence de cette capacité dans le système des chimères caille-poulet, où les cellules endothéliales et hématopoïétiques de caille sont révélées grâce à l’anticorps monoclonal QH1, spécifique de ces lignages dans l’espèce caille.

Un contact transitoire avec de l’endoderme ou de l’ectoderme modifie le comportement des cellules issues du mésoderme traité et l’effet de ces feuillets germinaux peut être mimé par des traitements avec plusieurs facteurs de croissance, VEGF, FGFb, TGFβ1, EGF et TGFα, connus pour leur implication dans l’émergence et la prolifération des cellules endothéliales et/ou dans les processus d’hématopoïèse.

L’endoderme induit une potentialité hémangiopoïétique dans le mésoderme associé : l’association de mésoderme somitique ou somatopleural avec ce feuillet promeut la pénétration des cellules QH1+ dans le plancher de l’aorte et leur participation aux bourgeonnements hématopoïétiques. L’induction de la potentialité hémangiopoïétique est reproduite par VEGF, FGFb et TGFβ1. A l’inverse, un contact avec l’ectoderme ou des traitements par EGF et TGFα abolissent entièrement la potentialité hémangiopoïétique du mésoderme splanchnopleural qui produit alors des angioblastes incapables de gagner le plancher de l’aorte. Nous postulons donc que deux gradients modulent la potentialité angiopoïétique/héman- giopoïétique du mésoderme, un gradient inducteur, ventral, issu de l’endoderme, et un gradient inhibiteur, dorsal, issu de l’ectoderme.

Abstract

The hypothesis that the endothelial and hemopoietic lineages have a common ontogenic origin is currently being revived. We have shown previously by means of quail/chick transplantations that two subsets of the mesoderm give rise to endothelial precursors: a dorsal one, the somite, produces pure angio- blasts (angiopoietic potential), while a ventral one, the splanchnopleural mesoderm, gives rise to progenitors with a dual endothelial and hemopoietic potential (hemangiopoietic potential).

To investigate the cellular and molecular controls of the angiopoietic/hemangiopoietic potential, we devised an in vivo assay based on the polarized homing of hemopoietic cell precursors to the floor of the aorta detectable in the quail/chick model. In the present work, quail mesoderm was grafted, after various pretreatments, onto the splanchnopleure of a chick host; the homing pattern and nature of graft- derived cells were analyzed thereafter using the QH1 monoclonal antibody which recognizes both quail endothelial and hemopoietic lineages. We report that transient contact with endoderm or ectoderm could change the behavior of cells derived from treated mesoderm, and that the effect of these germ layers could be mimicked by treatment with several growth factors VEGF, bFGF, TGFβl, EGF and TGFα, known to be involved in endothelial commitment and proliferation, and/or hemopoietic processes.

The endoderm induced a hemangiopoietic potential in the associated mesoderm. Indeed, the association of paraxial or somatopleural mesoderm with endoderm promoted the “ventral homing” and the production of hemopoietic cells from mesoderm not normally endowed with this potential. The hemangiopoietic induction by endoderm could be mimicked by VEGF, bFGF and TGFβ1. In contrast, a contact with ectoderm or EGF/TGFα treatments totally abrogated the hemangiopoietic capacity of the splanchnopleural mesoderm which produced pure angioblasts with no “ventral homing” behavior. We postulate that two gradients, one positive and one negative, modulate the angiopoietic/hemangiopoietic potential of the mesoderm.