Introduction
Le trophoblaste, structure embryonnaire précoce, joue un rôle essentiel dans l'établissement et le maintien de la grossesse. Il est impliqué dans l'implantation de l'embryon, la formation du placenta et la sécrétion d'hormones vitales. Cet article explore en détail le développement et les fonctions du trophoblaste, ainsi que son implication dans les grossesses normales et pathologiques.
Formation et Différenciation du Trophoblaste
Le trophoblaste est l'un des premiers types cellulaires à se différencier au cours du développement embryonnaire chez les mammifères. Environ une semaine après la fécondation, le blastocyste, ayant épuisé ses réserves nutritives, se différencie en deux structures principales : le bouton embryonnaire (qui donnera naissance à l'embryon proprement dit) et le trophoblaste. Ce dernier interagit alors avec l'organisme maternel via un processus d'implantation, établissant ainsi une structure essentielle au développement de la gestation : le placenta.
Initialement, le trophoblaste est constitué de replis creux de petite taille, appelés villosités choriales. Ces villosités sécrètent des enzymes qui permettent aux cellules situées au-dessus du bouton embryonnaire du blastocyste de pénétrer dans la muqueuse utérine, permettant ainsi la nidation de l'œuf.
Par la suite, le trophoblaste se différencie en deux couches distinctes :
- Le cytotrophoblaste (ou trophoblaste cellulaire) : C'est la couche interne, constituée de cellules mononucléées prolifératives.
- Le syncytiotrophoblaste (ou trophoblaste syncitial) : C'est la couche externe, une masse cellulaire multinucléée formée par la fusion des cytotrophoblastes sous-jacents.
L'ensemble de ces deux couches forme le chorion, la membrane externe de l'œuf.
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Structure et Fonctions du Placenta
Le placenta humain est de type villeux, caractérisé par une invasion majeure du trophoblaste qui le conduit au contact direct du sang maternel (placentation hémochoriale) et par l'intensité et la spécificité de ses fonctions hormonales. Dès la troisième semaine après la fécondation, l'unité structurale et fonctionnelle du placenta, la villosité choriale, est en place dans sa structure définitive.
La Villosité Choriale
La villosité choriale est formée d'un axe mésenchymateux où se développent, par angiogenèse et vasculogenèse intenses, les vaisseaux fœtaux. Cet axe est bordé par le trophoblaste. Les villosités peuvent être ancrées dans l'utérus maternel ou flotter librement dans la chambre intervilleuse.
Le Trophoblaste Extra-villeux
Le trophoblaste extra-villeux est invasif et pénètre profondément dans la muqueuse utérine jusqu'au tiers supérieur du myomètre. À la base des villosités crampons, les cytotrophoblastes extra-villeux sont initialement prolifératifs et groupés en colonne. Ils perdent ensuite leur caractère prolifératif, migrent et envahissent l'endomètre maternel, interagissant avec les cellules déciduales et les cellules immunocompétentes intra-déciduales, telles que les macrophages et les cellules NK (Natural Killer).
Le non-rejet des cytotrophoblastes par ces cellules de l'organisme maternel est lié à la présence à leur surface d'antigènes de classe 1 particuliers (HLA-G) et à la sécrétion de nombreuses cytokines et facteurs immuno-modulateurs. Les cytotrophoblastes extra-villeux invasifs poursuivent leur migration dans la décidue et le premier tiers du myomètre, réalisant l'invasion interstitielle. Ils terminent leur migration interstitielle en se différenciant en cellules géantes bi-trinucléées.
Un rôle crucial du trophoblaste extra-villeux est l'invasion, par voie endo et périvasculaire, des artères spiralées utérines dans leur tiers supérieur. Ceci conduit à la formation de bouchons trophoblastiques obturant ces artères spiralées, jouant un rôle fondamental en limitant le passage d'un flux sanguin trop riche en oxygène vers l'embryon durant le premier trimestre, une étape critique du développement. Cette invasion trophoblastique artérielle permet également la transformation de la tunique élastique artérielle en une paroi fibreuse atone, offrant peu de résistance au flux sanguin maternel. Après la disparition progressive des bouchons trophoblastiques, l'arrivée du sang maternel dans la chambre intervilleuse se fait sans résistance.
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Le Syncytiotrophoblaste : Une Couche d'Échange et de Synthèse Hormonale
Les cellules trophoblastiques villeuses forment une couche de cellules mononucléées prolifératives (cytotrophoblastes) qui se différencient par fusion cellulaire en syncytiotrophoblaste, recouvrant l'ensemble des villosités. Ce dernier se régénère tout au long de la grossesse par fusion et différenciation des cellules cytotrophoblastiques sous-jacentes.
Le syncytiotrophoblaste présente à sa surface de nombreuses microvillosités qui favorisent sa fonction d'échange. La progression apoptotique du syncytiotrophoblaste conduit à l'accumulation de noyaux condensés dans des fragments syncytiaux qui sont libérés dans la circulation maternelle. Ces fragments sont à l'origine d'une partie de l'ADN dit fœtal (mais en réalité trophoblastique) et de la totalité de l'ARN dit fœtal circulant. Cette apoptose, associée ou non à une nécrose, est augmentée dans les pathologies de la grossesse d'origine placentaire, telles que la prééclampsie ou le retard de croissance intra-utérin.
Le syncytiotrophoblaste est un tissu endocrine qui possède de nombreuses particularités. Son activité endocrine est fortement polarisée et, bien qu'il possède le même caryotype que le fœtus, il s'agit d'un tissu endocrine sexué. La masse du syncytiotrophoblaste semble plus importante dans les placentas avec un caryotype féminin, expliquant les taux légèrement plus élevés d'hormones d'origine syncytiotrophoblastique en cas de fœtus féminin.
Fonctions du Trophoblaste
Le trophoblaste assure plusieurs fonctions essentielles au bon déroulement de la grossesse :
- Implantation : Il permet l'implantation du blastocyste dans la muqueuse utérine.
- Nutrition : Il assure le transfert des nutriments de la mère vers le fœtus.
- Oxygénation : Il permet les échanges gazeux entre la mère et le fœtus, assurant l'apport d'oxygène et l'élimination du dioxyde de carbone.
- Protection : Il constitue une barrière protectrice contre certaines substances nocives présentes dans le sang maternel.
- Sécrétion hormonale : Il sécrète de nombreuses hormones essentielles au maintien de la grossesse et au développement fœtal.
Fonctions Hormonales du Trophoblaste
Le trophoblaste est un tissu endocrine très actif, sécrétant des hormones stéroïdiennes (progestérone, oestrogènes) et polypeptidiques en quantités importantes. L'hormone chorionique gonadotrophique (hCG), sécrétée par les cellules trophoblastiques, est notamment utilisée pour confirmer l'existence d'une grossesse.
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Le placenta humain est cependant incomplet dans les mécanismes de la stéroïdogenèse, étant dépourvu du complexe enzymatique 17α-hydroxylase/17-20 lyase nécessaire à la conversion de la prégnénolone en androgènes, substrat de la synthèse des oestrogènes. Cette étape est réalisée par les surrénales fœtales et maternelles, illustrant une coopération avec le fœtus, d'où le concept d'unité fœto-placentaire.
Au premier trimestre de la grossesse, les hormones peptidiques sont sécrétées en grande quantité par le trophoblaste invasif et assurent, par des mécanismes autocrines et paracrines, la qualité de la placentation. Par exemple, le trophoblaste invasif sécrète une forme particulière d'hCG, hyperglycosylée, impliquée dans l'invasion trophoblastique et le remaniement vasculaire. De même, l'hormone de croissance placentaire (GH-V), produite spécifiquement dans le trophoblaste, stimule l'invasion trophoblastique au premier trimestre et prend en charge le métabolisme maternel au deuxième trimestre.
Rôle des Rétrovirus Endogènes
Au cours de l'évolution, le génome humain a intégré de nombreuses séquences rétrovirales, représentant environ 8 à 10 % de celui-ci. Un grand nombre de ces séquences sont exprimées préférentiellement au niveau placentaire. Certaines de ces séquences sont capables de coder pour la protéine d'enveloppe du rétrovirus. Par exemple, les rétrovirus FRD (codant pour la syncytine 2) et HERV-W (codant pour la syncytine 1) semblent impliqués dans la morphogenèse placentaire et jouent un rôle direct dans la fusion cellulaire, étape limitante de la formation et de la régénération du syncytiotrophoblaste. La syncytine 1 est exprimée dans tout le trophoblaste, tandis que la syncytine 2 est exprimée uniquement dans quelques cytotrophoblastes villeux.
L'Environnement en Oxygène et le Trophoblaste
La pression partielle d'oxygène dans l'utérus au moment de l'implantation est faible. En raison de la présence des bouchons trophoblastiques, la pression d'oxygène dans l'espace intervilleux au premier trimestre de la grossesse est relativement basse. Le trophoblaste utilise alors des voies métaboliques anciennes, produisant de grandes quantités de polyols.
Cet environnement faible en oxygène favorise le développement placentaire par la stimulation de l'angiogenèse et la prolifération des cytotrophoblastes. La disparition progressive des bouchons trophoblastiques augmente significativement les pressions intraplacentaires d'oxygène. C'est à ce stade qu'apparaissent au sein du trophoblaste les enzymes antioxydantes.
Il est important de noter que les pathologies placentaires, telles que le retard de croissance intra-utérin et la prééclampsie, sont liées aux fluctuations de l'oxygénation en rapport avec les constrictions spontanées des artères spiralées non remaniées. Ces fluctuations en oxygène inhibent la formation du syncytiotrophoblaste en bloquant, via les protéines d'enveloppes rétrovirales, la fusion trophoblastique et accélèrent son apoptose. Les fragments syncytiaux libérés en grand nombre dans la circulation maternelle induisent alors une inflammation globale de l'arbre vasculaire maternel, à l'origine des signes systémiques de la prééclampsie (hypertension et protéinurie).
Pathologies Associées au Trophoblaste
Les anomalies du développement et de la fonction du trophoblaste peuvent être à l'origine de diverses complications de la grossesse :
- Prééclampsie : Cette complication, définie par l'association d'une hypertension artérielle et d'une protéinurie significative à partir de la 20e semaine d'aménorrhée, est liée à un défaut initial de placentation, un terrain maternel prédisposé et un stress oxydant secondaire aux fluctuations des concentrations en oxygène.
- Retard de croissance intra-utérin (RCIU) : Il peut être causé par une insuffisance placentaire due à un défaut de développement du trophoblaste.
- Môle hydatiforme : C'est une anomalie de la fécondation conduisant à un développement anormal du trophoblaste, avec la formation de villosités kystiques et l'absence d'embryon viable.
- Tumeurs trophoblastiques gestationnelles (TTG) : Ce sont des tumeurs rares qui se développent à partir du trophoblaste après une grossesse (môle hydatiforme, fausse couche, grossesse à terme). Le choriocarcinome est la forme la plus fréquente de TTG.
- Trisomie 21 (T21) : Des études ont montré un défaut de formation du syncytiotrophoblaste en cas de T21, ainsi qu'une anomalie de la cinétique d'expression des syncytines lors de la formation du syncytiotrophoblaste.
Diagnostic et Traitement des Pathologies Trophoblastiques
Le diagnostic des pathologies trophoblastiques repose sur :
- Dosage de l'hCG : Des taux anormalement élevés ou persistants d'hCG peuvent indiquer une môle hydatiforme ou une TTG.
- Échographie : Elle permet de visualiser l'utérus et de détecter des anomalies du placenta ou la présence de villosités kystiques.
- Examens d'imagerie médicale (IRM, scanner) : Ils sont utilisés pour évaluer l'extension des TTG.
- Biopsie : Elle peut être réalisée pour confirmer le diagnostic de TTG.
Le traitement des pathologies trophoblastiques dépend du type et de l'étendue de la maladie. Il peut inclure :
- Curetage aspiration : Pour l'évacuation d'une môle hydatiforme.
- Chimiothérapie : C'est le traitement principal des TTG, avec d'excellents taux de guérison.
- Chirurgie (hystérectomie) : Elle peut être envisagée dans certains cas de TTG, notamment chez les femmes qui ne souhaitent plus avoir d'enfants.
Perspectives d'Avenir
La recherche sur le trophoblaste continue de progresser, offrant de nouvelles perspectives pour la compréhension et le traitement des pathologies de la grossesse. L'identification de facteurs de transcription impliqués dans la régulation de la différenciation du trophoblaste, comme le PPAR gamma, pourrait conduire à de nouvelles approches thérapeutiques. De même, l'immunothérapie pourrait constituer une nouvelle arme thérapeutique contre les TTG.
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