Introduction à l'embryologie animale

Durée

25h Th

Nombre de crédits

Enseignant

Virginie Gridelet

Langue(s) de l'unité d'enseignement

Langue française

Organisation et évaluation

Enseignement au deuxième quadrimestre

Horaire

Horaire en ligne

Unités d'enseignement prérequises et corequises

Les unités prérequises ou corequises sont présentées au sein de chaque programme

Contenus de l'unité d'enseignement

Projet pédagogique
Le projet principal que j'envisage pour ce cours est de permettre aux étudiants de comprendre comment à partir de la fusion de deux gamètes de deux individus différents, un nouvel être peut se créer, se former, se développer, grandir et finalement « se perfectionner » à travers l'évolution de différentes espèces.
Première partie
 
Durant le premier cours, le processus de la méiose sera décrit en détail ainsi que la formation des gamètes mâles et femelles. La spermatogenèse et l'ovogenèse seront expliquées pour le cas des mammifères. Le cours suivant, la fécondation sera expliquée ainsi que la reconnaissance spécifique intra-espèce du spermatozoïde par l'ovocyte. Dans la continuité de cette fécondation, nous verrons la segmentation des cellules embryonnaires, la formation de la morula et du blastocyste ainsi que les premières différentiations cellulaires. Par la suite, l'implantation de l'embryon et le développement des différentes annexes extra-embryonnaires seront considérés. Ces éléments sont cruciaux car l'embryon en dépend pour sa survie et sa croissance.
 
L'ontogénie de différentes classes (oursin, insecte, amphibien, oiseau et mammifère) sera analysée spécifiquement durant trois cours théoriques. Une bonne compréhension du développement embryonnaire permet de concevoir plus intuitivement l'organisation anatomique et cellulaire caractéristiques de ces organismes. La récapitulation sera abordée, c'est une théorie en biologie de l'évolution du développement développée par Ernst Haeckel qui veut que l'ontogénie d'un organisme passe par des stades représentant les espèces ancestrales de celui-ci. Haeckel a résumé la théorie par la phrase « l'ontogenèse récapitule la phylogenèse ».
 
L'analyse de ces développements lors d'un cours participatif permettra aux étudiants d'appréhender les points communs et les différences fondamentales inter-classes. Lors de ce cours, les étudiants travailleront par petits groupes pour reconstituer une ligne du temps pour chacune des cinq classes. Ces cinq lignes du temps seront mises en parallèle sur un mur du local pour pouvoir avoir une vue d'ensemble globale des différents développements embryonnaires les uns à côté des autres.  Les étudiants auront donc l'occasion durant ce cours de s'approprier la matière d'une manière différente que de l'ex cathedra.
 
Deuxième partie - Le développement au niveau cellulaire
 
Le premier chapitre de cette partie expliquera comment à partir d'une cellule, des cellules différentes peuvent apparaître et donc globalement comment se déroule le développement au niveau cellulaire. La diversification et la différenciation cellulaire seront décrites en détail.
 
Un chapitre sera consacré aux cellules souches car ce sont à partir d'elles que se développent les différents types cellulaires et organes pour la constitution d'un individu. Durant ce chapitre, nous étudierons la différentiation cellulaire  ainsi que les acteurs clés de cette différentiation (les facteurs de transcription et les protéines inductrices, les gènes régulateurs du développement, le support génétique au début du développement embryonnaire...). Ce cours est envisagé comme le dernier de la première partie car il permet plus aisément de faire la transition avec la seconde partie du programme.
 
Le dernier chapitre de cette deuxième partie sera consacré aux manipulations génétiques chez l'animal, à la thérapie génique réalisée à partir de cellules souches et au clonage thérapeutique. Chacune de ces explications sera accompagnée d'un ou deux exemples concrets déjà réalisés actuellement dans les laboratoires de recherche ou cliniques. Il est intéressant pour les étudiants de pouvoir aborder de la science appliquée en biologie du développement car il y a de fortes chances qu'ils y soient confrontés dans leur stage ou leur travail plus tard.
 

Acquis d'apprentissage (objectifs d'apprentissage) de l'unité d'enseignement

Objectifs pédagogiques:
 
Savoir expliquer :
- la spermatogenèse et l'ovogenèse
- la fécondation et la reconnaissance intra-espèce
- les 2 types de segmentation
- l'implantation embryonnaire
- la placentation
- la gastrulation et les différentes modes
- le devenir des 3 feuillets embryonnaires
- le développement de l'oursin
- le développement d'un insecte
- le développement des amphibiens
- le développement des oiseaux
- le développement des mammifères
- les différences entre ces développements
- les différents types de cellules : totipotentes, multipotentes, unipotente
- le contrôle génétique de la différentiation cellulaire
- les manipulations génétiques techniquement possibles pour la modification d'expression d'une protéine par une cellule ou un organisme entier + être capable de donner un exemple concret
- le clonage thérapeutique
- le diagnostic pré-implantatoire + exemple de maladie
 
Pouvoir décrire et annoter sur un schéma:
- un spermatozoïde
- un ovocyte
- un œuf d'amphibien
- un œuf d'oiseau
- un ovocyte
- un blastocyste
- les différentes annexes extra-embryonnaires
- un embryon au moment de la gastrulation
- les différents feuillets du développement
- la notochorde, la plaque neurale, les mésomères
 
Etre capable d'argumenter :
- sur les différences inter-classes entre les différents types de développements embryonnaires
- sur l'utilisation des techniques pour la modification d'organismes dans un but thérapeutique ou de recherche fondamentale
- sur les limites que la loi donne à la science dans la sélection d'embryons humains et dans les modifications génétiques réalisées sur des animaux

Savoirs et compétences prérequis

Activités d'apprentissage prévues et méthodes d'enseignement

Cours en présentiel ex cathedra ainsi que cours participatif où les étudiants doivent faire le bilan des différents types de développement et le présenter au reste de la classe.

Mode d'enseignement (présentiel ; enseignement à distance)

Présentiel

Lectures recommandées ou obligatoires et notes de cours

Livres de référence :
- Atlas of Descriptive Embryology - Gary C. Schoenwolf - 7ème édition - PEARSON - 2008
- Biologie du développement - Albert Le Moigne, Jean Foucrier - 7ème édition - DUNOD - 2009

Modalités d'évaluation et critères

Questions ouvertes et QCM, chacun comptant pour 50% de la note finale.
Les QCM n'ont pas de coefficient de certitude mais :
- Si réponse juste = 1 point
- Si réponse fausse = -0.25 point
- Si pas de réponse = 0

Stage(s)

Non

Remarques organisationnelles

Contacts

virginie.gridelet@uliege.be

Adaptation des engagements pédagogiques suite à la pandémie de COVID-19 pour la session de mai-juin

Méthodes d'apprentissage mises en œuvre : enseignement à distance

Enseignement à distance.
Les cours sont enregistrés via camstasia et des vidéos MP4 sont mises lors du cours prévu sur le portail e-campus. Un forum a été ouvert sur le portail ecampus et l'enseignant est disponible par e-mail pour répondre aux questions des étudiants.

Matière de l'évaluation

L'ensemble du syllabus et des powerpoint est matière d'examen. Je vous donne des tuyaux et des exceptions (mais outre ces exceptions, tout le reste fait partie de la matière).
Le powerpoint historique de l'embryologie ne fait pas partie de la matière.
- Détermination, diversification et différenciation cellulaire (tuyaux : déterminant, gène sélecteur et différence entre les trois évolutions cellulaires, pas matière : épigénétique, micro-ARN)
- Détermination sexe, gamétogenèse et fécondation (pas matière : parthénogenèse)
Je pourrai vous demander de comparer deux modèles de développement au niveau de la structure de l'œuf de ces modèles, de leur segmentation, du développement du système nerveux ou de leur annexes extra-embryonnaires (si ils en ont). C'est hyper tuyau.

• Modèle de l'oursin (tuyau : segmentation, gastrulation, pas matière : le développement après la gastrulation)
• Modèle de la drosophile (tuyau : structure de l'œuf et asymétrie des constituants, détermination axe antéro-postérieur, gènes homéotiques, pas matière : détermination de l'axe ventro-dorsal)
• Modèle du poisson danio rerio (tuyau : segmentation et carte des territoires présomptifs)
• Modèle amphibien xénope (tuyau : structure de l'œuf, segmentation et lèvre blastopore, pas matière : mouvements cellulaires lors de la gastrulation)
• Modèle de l'oiseau gallus domesticus (tuyau : développement de l'œuf au sein du tractus génital féminin, structure de l'œuf et annexes extra-embryonnaires)
• Modèle de mammifère, l'humain (tuyau : segmentation de l'embryon, pas matière d'examen : mouvements cellulaires lors de la gastrulation)
• Devenir des 3 feuillets (tuyau : développement poumon et mésoderme, pas matière d'examen : cellules de la crête neurale et arcs pharyngiens).
• Les annexes extra-embryonnaires des Mammifères (le chorion, les cavités embryonnaires, le développement du placenta, son rôle et les échanges mère/enfant sont tuyaux, pas matière : l'évolution du poids du placenta durant la grossesse et le développement de la vésicule vitelline)
  - Les cellules souches et les technologies liées à la biologie du développement (la PMA, le chimérisme, les cellules souches pluripotentes induites, les cellules souches embryonnaires, les cellules souches adultes sont tuyaux, je n'interrogerai pas sur le clonage thérapeutique, reproductive, les manipulations génétiques et les organoïdes). Je pourrais vous demander d'explication ce qu'est un fécondation par ICSI ou FIV, de comparer les deux, de me donner une définition de chimérisme ou de comparer l'intérêt thérapeutique des différents types de cellules souches (embryonnaire,adulte ou induite).
  
  Je vous l'ai dit au premier cours, je ne poserai pas de question sur le temps des étapes du développement. Il n'y a pas besoin de les retenir en détail. Par contre, je pourrais vous interroger sur "quel modèle se développe le plus rapidement "le modèle A ou le modèle B?".
  
  J'espère avoir répondu à vos interrogations sur la matière. Je suis disponible par mail si vous avez besoin de précision supplémentaire.

Méthodes d'évaluation

QCM en ligne (+ 1 pour une bonne réponse, 0 si pas de réponse, -0,25 si mauvaise réponse)
Questions ouvertes en ligne
Schémas à annoter en ligne
Le QCM vaudra pour 30% des points, les schémas pour 20% et les questions ouvertes pour 50%.
Plusieurs questionnaires différents seront prévus.
Attention que les questions ouvertes ne pourront pas être du recopiage du cours.

Contact

Virginie.gridelet@uliege.be

Adaptation des engagements pédagogiques suite à la pandémie de COVID-19 pour la session août-sept

Matière de l'évaluation

Idem que pour juin

Méthodes d'évaluation (et plateforme utilisée)

Idem que pour juin

Contact(s)

Virginie.gridelet@uliege.be

Notes en ligne