Académie royale de Médecine de Belgique

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Résumé Jean Mulnard, membre titulaire, et coll.

(Séance du 26 janvier 1991)

RÔLE DU CYTOSQUELETTE DANS LA TRANSLOCATION DU MATÉRIEL NUCLÉAIRE AU COURS DE LA MATURATION DE L'OOCYTE DE SOURIS

par J. Mulnard, membre titulaire, H. Alexandre et A. Van Cauwenberge, collaborateurs (Laboratoire d'Anatomie et d'Embryologie de la Faculté de Médecine et laboratoire de Cytologie et Embryologie moléculaires de la Faculté des Sciences - Université libre de Bruxelles)

L'oocyte de mammifère, isolé de son follicule, entre spontanément en maturation pour autant qu'il en ait acquis la compétence. Chez la souris, la rupture de la vésicule germinative (RVG) survient après deux à trois heures in vitro, après quoi le fuseau métaphasique de première division méiotique migre vers le cortex où l'expulsion du premier globule polaire (GP1) a lieu vers la treizième heure.

Pour tenter d'élucider les facteurs responsables de la programmation de ce déplacement centrifuge de l'appareil nucléaire, nous avons fait appel à la microcinématographie à l'accéléré, combinée à un traitement par des inhibiteurs de la maturation (IBMX: isobutylméthylxanthine, dbcAMP: dibutyryl AMP cyclique, TPA: 12-0-tétradécanoylphorbol-13-acétate) et par des drogues interférant avec l'organisation du cytosquelette (colcémide, nocodazole, CCD: cytochalasine D). En présence d'IBMX ou de dbcAMP, deux activateurs de la protéine-kinase A, la vésicule germinative ne se rompt pas et reste au centre de l'oocyte, tandis qu'en présence de TPA, un activateur de la protéine-kinase C, elle migre vers la périphérie selon la même chronologie que celle de la translocation du fuseau des oocytes-contrôles. Agissant seuls, la colcémide et le nocodazole, qui dépolymérisent les microtubules, empêchent la formation du fuseau, mais les chromosomes bivalents n'en migrent pas moins vers le cortex, groupés ou en ordre dispersé. Sous l'action combinée de l'IBMX (ou du dbcAMP) et de la colcémide (ou du nocodazole), la translocation de la vésicule germinative a lieu. La CCD, agent qui désorganise les microfilaments, n'interfère nullement avec l'édification du fuseau métaphasique, mais celui-ci reste immobilisé au centre de l'oocyte. L'action combinée de l'IBMX (ou du dbcAMP), de la colcémide (ou du nocodazole) et de la CCD entraîne l'inhibition de tous les mouvements intracytoplasmiques et l'effondrement de la membrane plasmique, mais le report de l'oocyte, après six heures, dans un milieu ne contenant plus que l'IBMX et la colcémide, restaure rapidement la sphéricité de l'oeuf et les mouvements internes, et la vésicule germinative migre aussitôt vers la périphérie. Ces résultats impliquent que la translocation du matériel nucléaire est contrôlée négativement par le système microtubulaire et positivement par les microfilaments.

La mise en évidence de ces éléments cytosquelettiques par des techniques de fluorescence permet de préciser le mécanisme de leur intervention: l'immunofluorescence anti-alphatubuline montre que la première manifestation cytologique de la maturation est la désorganisation d'un réseau microtubulaire périnucléaire immédiatement avant la RVG. Or l'IBMX (ou le dbcAMP) assure sa persistance, tandis que la colcémide, ou le nocodazole, induisent sa disparition immédiate. Quant au TPA, il provoque une réorganisation spatiale du réseau. D'autre part, une coloration fluoresente par la NBD-phallacidine révèle un réseau cortical continu de microfilaments d'actine que la CCD désorganise complètement.

On peut en conclure que l'acquisition par l'oocyte de la propriété de déplacement centrifuge (PDC) du matériel nucléaire dépend d'une interaction des deux composantes du cytosquelette: l'action positive des microfilaments, contrecarrée par le réseau microtubulaire dans l'oocyte dyctié au repos, est libérée par la dépolymérisation de ce réseau. Celle-ci est liée à la chute du taux d'AMP cyclique  qui caractérise l'entrée en maturation, mais peut être inhibée par des activateurs de la protéine-kinase A. Dans ce dernier cas, la PDC est restaurée sous l'action d'agents dépolymérisant les microtubules.

Enfin, la translocation du matériel nucléaire ne dépend ni de la synthèse protéique ni de celle de l'ATP, lesquelles sont, au contraire, indispensables à la stabilisation de ce matériel en périphérie, comme le démontre l'action d'inhibiteurs de ces synthèses (cycloheximide, CCCP: chloro-carbonyl-cyanide-phénylhydrazone).