The chorioallantoic membrane during chicken embryonic development: physiology and genetic variability
La membrane chorioallantoïque au cours du développement embryonnaire chez le poulet : physiologie et variabilité génétique
Résumé
The chorioallantoic membrane (CAM) is a highly vascularized tripartite extra-embryonic structure that develops from the 5th day of incubation (ED5) on the inner side of the eggshell. It ensures a large number of functions during embryogenesis, including gas exchange, eggshell solubilization to assist mineralization of the embryo skeleton, innate immunity and acid-base balance of the egg. These various mechanisms and the associated cellular and molecular actors are, to date, poorly understood. The objectives of this thesis were 1) to characterize the CAM using complementary approaches (imaging and transcriptomics) to better understand its physiology and 2) to evaluate its expressional variability according to the genetic origin and the sex of the embryos. The results allowed the identification of many new genes predicted to be involved in the various activities of the CAM and corroborated the existence of a variability of expression depending on sex and strain (meat vs. egg laying). Scanning and transmission electron microscopy analyses of this structure showed that the acquisition of its several functions is concomitant to major morphological and cellular modifications. In parallel, the mineralization kinetics of the embryo during its development was analyzed, in ovo, by non-invasive imaging coupled to a 3D reconstruction software. Besides the identification of new actors associated with CAM activities, these data also open new perspectives to study the mechanisms of embryo skeletal mineralization and innate immunity, and could, in the long-term, serve to propose new biomarkers to be considered in genetic selection schemes, and thereby improve rearing practices.
La membrane chorioallantoïque (CAM) est une structure extra-embryonnaire tripartite très vascularisée, qui se développe à partir du 5ème jour d’incubation (ED5) sur la face interne de la coquille de l’oeuf. Elle assure un grand nombre de fonctions au cours de l’embryogenèse, telles que les échanges gazeux, la solubilisation de la coquille en vue de la minéralisation du squelette de l’embryon, l’immunité innée et l’équilibre acido-basique de l’oeuf. Cependant, les différents mécanismes et les acteurs cellulaires et moléculaires associés sont à ce jour, peu renseignés. Les objectifs de ce travail de thèse étaient 1) de caractériser la CAM, à travers différentes approches (imagerie, transcriptomique) afin de mieux
appréhender sa physiologie et 2) d’évaluer sa variabilité expressionnelle en fonction de l’origine génétique et du sexe des animaux. Les résultats ont permis l’identification de nombreux nouveaux gènes prédits pour être impliqués dans les différentes activités de la CAM et ont permis la mise en évidence de l’existence d’une variabilité expressionnelle liée au sexe et la souche (chair vs. ponte). Les analyses de cette structure par microscopie électronique à balayage et à transmission ont montré que l’acquisition de ses nombreuses fonctions s’accompagnaient de modifications morphologiques et cellulaires majeures. En parallèle, la cinétique de minéralisation de l’embryon au cours de son développement a
été analysée, in ovo, par imagerie non-invasive couplée à un logiciel de reconstruction 3D. Outre l’identification de nouveaux acteurs associés aux activités de la CAM, ces données ouvrent également de nouvelles perspectives pour l’étude des mécanismes de minéralisation du squelette de l’embryon et de l’immunité, et pourraient, à terme, permettre de proposer de nouveaux biomarqueurs à intégrer dans les schémas de sélection génétique, et donc, d’améliorer les pratiques d’élevage.