folliculogenese - ovogénèse pcme2...

FolliculogénèseOvogénèse

Catherine PatratPCEM2

2012-2013

FOLLICULOGENESE

• Définition: succession des différentes étapes du développement du follicule primordial depuis la moment où il sort de sa réserve jusqu’à sa rupture (ovulation 0.1%) ou involution (99.9%)

• Phénomène continu• Lieu: cortex ovarien• Double fonction:

– Support de croissance, maturation et expulsion de l’ovocyte

– Production de stéroïdes

MULTIPLICATION

CR

OIS

SA

NC

E O

VO

CY

TAIR

E

Maturation ovocytaire

Fécondation

Début méiose

Blocage Ovocyte I

Pic de LH

reprise méiose

Blocage Ovocyte II

Naissance Puberté Ménopause

Ovogénèse (discontinue)

Folliculogénèse (continue)Pool de réserve

CROISSANCE

PLAN

I. Description morphologique des folliculesI. Les différents types de folliculesII. Le corps jaune

II. Évolution du stock folliculaire en fonction de l’âge

III. Dynamique de la croissance folliculaireI. InitiationII. Croissance folliculaire basaleIII. Croissance folliculaire terminale

IV. Régulation hormonale du cycle ovarien

I- Description morphologique des follicules

Réserve(vie intra utérine)

Folliculogénénèse(puberté à ménopause)

IA Les différents types de follicules1- Le follicule primordial

• Diamètre : 60µ• Comporte :

– un ovocyte I (25 à 40µ) avec un nucléole visible, un cytoplasme finement granuleux et une polarisation des organites (noyau vitellin de Balbiani)

– une couche de 2 à 3 cellules folliculeuses aplaties

– une fine membrane de Slavjansky

• En périphérie de l’ovaire• Stock

2- Le follicule primaire

• Diamètre : 60 à 70µ• Zone pellucide

(membrane hyaline PAS+)

• Couche de cellules cubiques entourées de la membrane de Slavjansky

• Diamètre 0.2mm• Ovocyte central, entrant en

croissance, + ZP• Granulosa (cellules folliculaires en

couches concentriques – mitoses)• Début de formation de thèque

interne: TC de voisinage (cellules épithélioïdes différenciées à partir des fibroblastes du stroma - vascularisé)

• = follicule pré-antral quand app. thèque interne

• R à LH dans thèque interne et FSH sur granulosa: capable de répondre à une stimulation gonadotrope

2- Le follicule secondaire

• Diamètre: 0.2 à 0.5 mm• Granulosa épaisse • Antrum• Cumulus oophorus• Thèque:

– Interne– Externe (couche fibreuse

autour de thèque externe)

• Communication entre thèque et granulosa(gap+++)

3- Le follicule tertaire (antral)

• Diamètre: 16 à 20mm• Ovocyte de diamètre de

120 µm, riche en organites intra-cellulaires (mito.)–présence des granules corticaux (Golgi)

• Cavité antrale ++• Granulosa: R à FSH (

AMPc aromataseE2)

• Thèque: R à LH androgènes aromatase par cellules de granulosa)

• E2/And et E2/P4 élevés

Au terne du développement du foll. tertiaire

3- Le follicule pré ovulatoire (de De Graff)

Coopération granulosa - thèque

IB- Corps jaune

• Transformation du follicule déhiscent:– disparition de mb de Slavjansky– pénétration des capillaires de thèque dans granulosa– lutéinisation des cellules de granulosa (augmentation de volume,

sécrétion du lipochrome, enrichissement en graisses) = grandes cellules lutéales (synthèse de progestérone - stéroïdogénèse)

– transformation des cellules de thèque en cellules para-lutéales (petites - en amas ou en périphérie - synthèse d ’estradiol)

– coagulum central• 2 types de corps jaune:

– corps jaune périodique: dégénère en fin de cycle (lutéolyse)– corps jaune gestatif

• Corpus Albicans: cicatrice fibreuse des corps jaunes (TC dense)

II- EVOLUTION DU STOCK FOLLICULAIRE EN FONCTION DE L’AGE

• A la naissance:– 260 000 à 475000 follicules

• Avec l’âge: Diminution de réserve folliculaire,

amenant le stock à la ménopause à moins de 1000 follicules.

réserve

25 ans

diamètre folliculaire (mm)0,03 0,1 0,2 1 10

Diminution du nombre de follicules en fonction de l’âge

ATRESIE

CROISSANCE FOLLICULAIRE

EVOLUTION DU FOLLICULE

ATRESIE• >99.9% des follicules• Variation selon l’age de la femme (50% à naissance puis

diminution jusqu’à 30 ans puis accélération ensuite)• √ taille du follicule• Description morphologique:

– Avant formation de l’antrum: dégénérescence ovocyte puis cell. Granulosa

– Après formation antrum: dégénérescence cell. Granulosa puis ovocyte

• APOPTOSE: base moléculaire– Survie d’un follicule: dpdt d’un équilibre entre facteurs stimulants et

inhibants– Facteurs anti-apoptotiques:

• Bcl-2: si KO: nb foll. primordiaux– Facteurs pro-apoptotiques:

• voie Fas/récepteur TNF-a: si expression réduite: nb foll. Pré-antraux

• Facteur bax: si KO: nb foll. primordiaux

III- DYNAMIQUE DE LA CROISSANCE FOLLICULAIRE

Gougeon, 2010

• Phénomène par lequel un follicule primordial quitte la pool de follicules quiescents et débute son développement puis par la par transformation des follicules secondaires en follicules pré-antraux de classe I

• Durée: non déterminée (>120 jours jusqu’au stade pré-antral)• Entrée permanente de la vie fœtale jusqu'à la ménopause• A quoi est due l’initiation?

– Facteur inhibiteur, lié à taille du stock folliculaire?– Rôle des gonadotrophines?– Rôle de certains gènes?

• TSH• Oncogène erbA• Stell codant pour kit ligand• Protéine myc• prB

III- 1 INITIATION de la CROISSANCE FOLLICULAIRE

III- 2 CROISSANCE FOLLICULAIRE BASALE

VI- 2 CROISSANCE FOLLICULAIRE BASALE

• Transformation d’un pool de follicules pré-antraux en follicule recrutables, c’est à dire pouvant être ovulés

• Durée: 70 jours (classe I jusqu’à IV)• Débute en début de phase lutéale• Marquée par:

• Multiplication des cellules de granulosa et thèque interne (index mitotique)

• Vitesse de croissance faible, augmentant avec la taille des follicules

• Apparition et augmentation du nombre de récepteurs à LH sur cellules de thèque (pas de variation des récepteurs à FSH sur granulosa)

• Faible activité stéroïdogénique• Pas d’activité aromatase dans cell. granulosa des follicules <

2mm.

jusqu’au follicule antral:- peu dépendante des gonadotrophines- dépendante surtout des facteurs de croissance à action paracrine (EGF, TGF-α et IGF-1)

EGF/TGFA

LH

EGF/TGF

mitose

mitose

FSHIGF-I

Thèque interne

Granulosa

-

+

+

+

+

EGF et TGF-α:

-inhibition de la stéroïdogénèseinduite par LH ou FSH au niveau de TI ou CG

- action stimulante sur prolifération des CG +++

III- 3 CROISSANCE FOLLICULAIRE TERMINALEa- RECRUTEMENT (1)

• Entrée en croissance terminale d’un groupe de follicule gonado-dépendants

• Taille folliculaire au recrutement = taille maximale atteinte en absence de gonadotrophines = antral (follicule tertiaire) (classe IV)

• En fin de phase lutéale• Caractéristiques:

– Sensibilité à FSH exogène– Aromatase faiblement exprimée par CG– Pas de modification du nombre de R à FSH pendant

développement antral.

Comment expliquer que les follicules recrutablesdeviennent réceptifs à FSH ?

EGF/TGFA

LH

EGF/TGF

mitose

mitose

Aromatase

FSHIGF-IE2

Activine

Thèque interneGranulosa

• Sensibilité à FSH différente• Rôle de l’activine

– Concentrations maximales de EGF et TGFα (2-5mm)– Prolifération des CG +++

• Inhibition par EGF / TGFα de l’activitéaromatase induite par FSH au niveau des CG• Présence d’un nombre important de R à IGF-1 et LH

production d’A aromatisables malgrél’action inhibitrice de EGF et activine

III- 3 CROISSANCE FOLLICULAIRE TERMINALE a- RECRUTEMENT (2)

III- 3 CROISSANCE FOLLICULAIRE TERMINALEb- SELECTION

• Émergence parmi les follicules recrutés du foll. ovulatoire• Description:

– de 5 à 8 mm, – activité aromatase importante, avec un nombre élevé de R à LH

(production d’estradiol+++); mécanisme inconnu?– Faible concentration d’IGF BP -2 et –4– Production d’IGF-2 qui stimule l’activité aromatase des CG

• Mécanisme:– due à une chute de FSH < valeur pour recrutement (seuil de réponse à

FSH plus bas)– foll. recrutés: synthèse importante d’ E2– E2 et inhibine: RC- sur FSH et donc FSH

• Atrésie des autres follicules

III- 3 CROISSANCE FOLLICULAIRE TERMINALEc- MATURATION (1)

• Transformations morphologiques pendant la maturation pré-ovulatoire:– Augmentation du diamètre du foll. pré-ovulatoire +++ – Modifications des CG avec passage d’un état prolifératif à différencié

(absence de mitose après décharge ovulante)– Vascularisation thécale +++ (facteurs angiogéniques: angiotensine II,

βFGF, VEGF)• Transformations fonctionnelles avant la décharge ovulante:

– Activité aromatase dans CG +++– Acquisition de R à LH par CG (sous l’action de FSH)– Existence de R à E2 dans le follicule pré-ovulatoire % femme

Régression des follicules recrutésDOMINANCE:

Blocage au recrutement de nouveaux follicules

Quels sont les mécanismes régulant ce phénomène de dominance?

• seul le follicule dominant est capable de survivre dans un milieu pauvre en FSH car:

• approvisionnement préférentiel en FSH et LH• acquisition de récepteurs à LH sur CG• amplification de la réponse par un mécanisme autocrine (IGF1+++), agissant en synergie avec FSH (stimulation de l’activité aromatase)

• augmentation de l’activité aromataseavant la décharge ovulante:

• diminution de production d’activine et enrichissement en follistatine

levée de l’effet inhibiteur de l’activine sur la production d’and. aromatisables

• production d’inhibine And.

A

LH

IGF II

mitose

Aromatase

FSHIGF-IE2

Inhibine

Thèque interneGranulosa

III- 3 CROISSANCE FOLLICULAIRE TERMINALEc- MATURATION (2)

RESUME

QUELLES sont les régulations déterminantes?

• Foll. pré-antral à petit follicule à antrum:– multiplication cellulaire +++– EGF dpdce +++– S à FSH???– Stéroïdogénèse ±

• Moyen foll. à antrum:– FSH dépendance– différenciation cellulaire importante– amplification action FSH par E2 et IGF1

• Gros foll. à antrum et pré-ovulatoire:– dépendance surtout de E2 et LH

IV- REGULATION HORMONALE DE LA FOLLICULOGENESE

Hypothalamus

Hypophyse

Ovaires

Pulsatile; GnRHPulsatile/cyclique; FSH, LH

Estrogènes, Progestérone


Début croissancebasale

Antrum (60j.) Recrutement

Sélection du follicule dominant

Maturation du follicule dominant

xINDEPENDANTE DEPENDANTE

FSH/LH

Ovulation


FSH et LH• action au delà du follicule pré-antral• rappel sur mode d ’action de FSH et de la LH• FSH: cell. Granulosa

– activité aromatase– E2 et P4– inhibine– expression des récepteurs à LH (cell. Granulosa)– IGF1

Action sur croissance et différenciation granulosa• LH:

– cell. Thèque interne +++: androgènes– cell. granulosa: environ même rôle que FSH

Rôle atrésiant

Importance du rapport FSH/LHFSH/LH FSH/LH

petit foll. Grand foll.

Progestéronefréquence des pulses de LH pdt phase lutéale

Estradiolsécrétion de FSH


EGF et IGF-1• EGF: modulation négative de FSH (action paracrine)• IGF-1:

– modulation positive de FSH (action paracrine)– secrétée par cel. Granulosa– activité aromatase

Inhibine• inhibine:

– selon mode autocrine et paracrine: • effet négatif sur action de FSH• effet positif sur différenciation de thèque

– selon un mode endocrine: diminution de la secrétion de FSH• activine:

– selon mode autocrine et paracrine:• effet positif sur action de FSH• effet négatif sur différenciation de thèque


OVOGENESE

MULTIPLICATION

CR

OIS

SA

NC

E O

VO

CY

TAIR

E

Maturation ovocytaire

ovogoniesCellule

germinaleprimordiale

ovogonies

ovogonies

Début méiose

Blocage diplotène

Ovocyte I

L Z P D Croissance folliculaire

Vie fœtaleNaissance Puberté

Adulte

Ovotide + spz = zygote

Pic LH 12-13 J

GP1

Ovocyte II

15 H Reprise méiose

Blocage MII

OVULATION 14 J

FECONDATION

GP2

AdulteReprise méiose

Schéma général de l’ovogenèse

Atrésie

Phase

de croissance/maturation

INTRODUCTION (1)

• Ensemble des processus cellulaires conduisant à la formation du gamète féminin

• Commence pendant vie fœtale et s’achève % adulte• Processus discontinu, de durée variable• Processus incomplet dans la majorité des cas• Processus limité dans le temps• Processus où l’essentiel des évènements se produit en

dehors des cellules germinales (folliculogénèse)

TROIS PHASES

• Phase de multiplication: vie fœtale(ovogonies, formation des ovocytes)

• Phase de croissance et de sélection: vie post-natale(folliculogénèse, sous-population germinale et follicule pour l’ovulation)

• Phase de maturation ovocytaire: vie post-pubertaire(préparation à la fécondation, achèvement de la méiose)

INTRODUCTION (2)

I- PHASE DE MULTIPLICATIONVIE FŒTALE - DESCRIPTION

• 3ème sem.: apparition des gonocytes (CGP) (cel. indifférenciée, 15à 20µm Ø, arrondie, noyau excentré, cytoplasme pauvre en organites, PAlc et glycogène+++)

• 5ème sem.: migration des gonocytes (perte de forme arrondie, app. de pseudopodes) - mitoses – ovogonies quand atteinte de crête génitale (perte de mobilité, cel. arrondie, cytoplasme pauvre, noyau volumineux, activité PAlc)

• 10ème sem.:- mitoses goniales +++ (synchronisation par ponts cytoplasmiques)- début des méioses par vagues successives ovocytes I (arrêt des mitoses, blocage au stade diplotène de prophase I (vésicule germinative ou noyau dictyé)

• 3ème MD: - début de formation des follicules primordiaux - début de dégénérescence (5ème MD: 6 à 7.106 ovogonies,

7ème MD: 106 ovogonies et 400 000 à naissance)

Coeur

Vésicule vitelline

Cellulesgerminales

Mésonéphros

Crète génitale

Cloaque

Apparition des cellules germinales primordiales

Cellulesgerminales

Epithéliumcoelomique

CSP

Canal deWolff

Canal deMüller

Migration des cellules germinales primordiales

CSPCanal de Müller

Canal de Wolff

Epithéliumcoelomique

Cellulesgerminales

Colonisation de la crête génitale (différenciation en ovaire à partir de S7)

Ovocyte I ou Vésicule germinative

Rôle de certains gènes dans constitution du stock de cellules germinales

• Gènes: DAZla, TIAR (T-cell restricted intra-cellular antignerelated protein)si KO: pas de cellules germinales, agénésie gonadique

• Récepteurs à activité TKSi absent: atrésie des cellules germinales avant d’atteindre les gonades

• Cytokine steel (stem cell factor) ou Scf-kit avec son récepteur membranire c-kitSi mutation: absence de cellules germinales ou présence de follicules primordiaux ne dépassant pas le stade de follicule primaire

II- PHASE DE MULTIPLICATIONCONTRÔLE (1)

Premier arrêt de la méiose au cours de la prophase I• OMI (Oocyte Meiosis Inhibitor)

– Produit par cellules somatiques du follicule (cel. foll. + thèque interne)– Responsable du 1er blocage méiotique– Transit par jonctions perméables et liquide folliculaire– nature?

• AMPc– Augmentation ou maintien d’un taux élevé d’AMPc dans ovocytes:

empêche reprise méiotique– Origine?

• Présence d’une adénylate cyclase ovocytaire ou d’inhibiteurs de PDE• Rôle des cellules folliculaires

– Action via PKA I dont stimulation inhibe la méiose

II- PHASE DE MULTIPLICATIONCONTRÔLE (2)

III- PHASE DE CROISSANCE OVOCYTAIREPERIODE POST NATALE (1)

• En étroite relation avec croissance folliculaire• Variable selon âge de la femme• Durée de 4 à 6 mois• Augmentation du diamètre de 40 à 120µm

(volume x 300)• Acquisition d’une organisation cytoplasmique

complexe


• Modifications cytoplasmiques:– Synthèse:

• ARNm: f. polyadénylée +++– 1/3: association à ribosomes: traduction– 2/3: transcrits maternels

• Autres ARN: évolution identique– Apparition et dislocation des granules corticaux et migration vers les

points d’attache des pieds des cellules péri-ovocytaires– Synthèse de la zone pellucide (augmentation d’épaisseur)– Disparition du centriole– Augmentation du nombre de mitochondries– Apparition de nombreuses micro-villosités

• Modifications nucléaires:– Transcription active d’ADN en ARN– Modifications morphologiques du nucléole qd diminution de la synthèse

d’ARN


OVOCYTE VG COMPETENT

- nucléaire

- développemental

OVOCYTE VG INCOMPETENT

CROISSANCECROISSANCE


COMPETENCE MEIOTIQUE

• Acquisition progressive: 1. Capacité à subir rupture de VG (GBVD) et progresser en MI2. Capacité de progresser de MI en MII3. Habilité à décondenser le noyau du spermatozoïde

• Achèvement nécessaire pour que la méiose puisse reprendre de plusieurs facteurs (croissance cytoplasmique, la différenciation mitochondriale, la disparition des centrioles)

• Possibilité de générer des oscillations calciques spontanées et de répondre au Ca2+ releasing factor (mais amplitude et localisation des ces oscillations calciques: différentes par rapport aux ovocytes matures)

• Facteurs:– Taille ovocytaire, mais surtout folliculaire (au delà de follicules à

antrum % femme)– Rôle de la FSH

III- PHASE DE CROISSANCE OVOCYTAIREPERIODE POST PUBERTAIRE (1)

Notion de compétence au développement(résulte de l’accumulation d’ARN et de protéines)

• Sur un ovocyte ayant achevé sa croissance au sein d’un follicule destiné à l’ovulation, en réponse au pic pré ovulatoire d’hormone lutéinisante (LH)

• Modifications nucléaires et cytoplasmiques

III- PHASE DE MATURATION OVOCYTAIREPERIODE POST PUBERTAIRE (1)

Ovotide + spz = zygote

Pic LH 12-13 J

GP1

Ovocyte II

15 H (GVBD) Reprise méiose

BlocageMII

OVULATION 14J FECONDATION

GP2

AdulteReprise méiose38-42H

MATURATION NUCLEAIRE• Reprise et achèvement de la 1ère division méiotique

puis démarrage de 2ème division et arrêt en MII• Description:

– GVBD (ondulation de la mb nucléaire)– condensation des chromosomes, migration de VG vers

périphérie, apparition de zones de rupture de mb nucléaire qui disparaît, arrêt des transcriptions

– reprise méiotique (pas d’interphase et de prophase II: passage direct de télophase I à MII)

• Durée:– À 20 heures: migration du noyau vers membrane ovocytaire

et expulsion de GP1– À 32 heures: ovocyte en MII


• Migration des granules corticaux vers mb plasmique

• Modification de la composition du cytoplasme dans région péri-nucléaire (zone déficiente en organites, en microvillosités – zone d’expulsion des GP – jamais de pénétration des spz à ce niveau)

• Acquisition du MPGF (décondensation des têtes spermatiques)

MATURATION CYTOPLASMIQUE


Ovocyte au stade métaphase I

Ovocyte au stade métaphase II

1. Levée des facteurs inhibant la méiose:Disparition des jonctions perméables entre corona radiata et ovocyte: AMPc et OMIlors de la décharge de LH

2. Facteurs d’induction de reprise de méiose (MPF)- 2 sous unités: - catalytique : protéine p34cdc2 (serine thréonine kinase

dépendante des cyclines) ayant une affinité pour histone H1- régulatrice: cycline B (45kd), s’accumulant pdt chq interphase

- Pré-MPF (f. phosphorylée) - MPF (actif) si association des 2 sous-unités et déphosphorylation de résidus tyrosine

15 et thréonine 14 de p34cdc2- Rôle: - phosphorylation lamines (GVBD)

- phosphorylation histones H1- Activité MPF à chaque Métaphase- Disparition de l’activité du MPF par destruction des cyclines par protéases

III- PHASE DE MATURATION OVOCYTAIRECONTRÔLE (1)

Mécanisme d’action du MPF (1)

ROLE DU CALCIUM- extracellulaire- intracellulaire

Mécanisme d’action du MPF (2)

• Pendant phase de croissance: accumulation de pré-MPF inactif avec un taux élevé d’AMPc qui inhibe la déphosphorylation de p34cdc2

• Pendant phase de maturation: activation du MPF par déphosphorylation de p34cdc2 suite à la chute du taux d’AMPc et augmentation du Ca2+

III- PHASE DE MATURATION OVOCYTAIRECONTRÔLE (2)

• MAP kinase (Mitogen-Activated protein kinase)– Activée par phosphorylation de résidus tyrosine– Maintient condensation de la chromatine et responsable de

l’absence de synthèse de DNA entre 1ère et 2ème division

• Blocage en métaphase II:– CSF? – = C-mos (meiosis stabiliting factor)?(souris KO: activité parthénogénétique, méiose non bloquée)Sérine thréonine kinase, synthétisée après GVBD et taux max.

avant MIIPrévient inactivation du MPF en empêchant sa dégradation par

cyclinesActivité exclusive en MII

Contrôle du cycle de l’ovocyte

L Z P D MI

Pic de LH

Arrêt méiose

OMI et AMPcaccumulation de pré-MPF inactif

Redémarrage méiose (GVBD)

Levée d’inhibition, chute taux d’AMPc,

augmentation du [Ca2+]i = activation MPF

A I T I T II

Fécondation

Arrêt méiose

CSF (MOS)

Empêche destruction des

cyclines = active ou stabilise MPF

Reprise méiose

Ca++

Active calmoduline Dégradation des

cyclines = chute du MPF

MII AII

Activation Map kinase

= maintien condensation de la chromatine

= absence de synthèse d’ADN

Fécondation

Début méiose

Blocage Ovocyte I

Pic de LH

reprise méiose

Blocage Ovocyte II

Naissance Puberté Ménopause

Ovogénèse (discontinue)

Folliculogénèse (continue)Pool de réserve

CONCLUSION

Gougeon, 2010

CROISSANCE FOLLICUALIRE

folliculogenese - ovogénèse pcme2...

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