La neurulation est le processus embryologique qui forme les précurseurs du système nerveux central et se produit après que la gastrulation a établi les trois couches cellulaires primaires de l’embryon : l’ectoderme, le mésoderme et l’endoderme. Chez l’homme, la majorité de ce système est formé par l’intermédiaire de la neurulation primaire, dans laquelle la partie centrale de l’ectoderme, apparaissant à l’origine comme une feuille plate de cellules, se replie vers le haut et vers l’intérieur, se scellant pour former un tube neural creux. Au fur et à mesure que le développement se poursuit, la partie antérieure du tube neural donne naissance au cerveau, le reste formant la moelle spinale.

Neurulation et la crête neurale

La partie centrale de l’ectoderme qui se plie pour générer le tube neural est appelée avec justesse l’ectoderme neuronal, tandis que les zones qui l’encadrent, le long de la périphérie de l’embryon, sont l’ectoderme de surface. Cependant, à la jonction de l’ectoderme neural et de l'ectoderme de surface se trouve une autre population de cellules, appelée la crête neurale. Comme les plis neuronaux (les bords du tube neural élevé) commencent à apparaître, les cellules de crête neurale (NCC) peuvent être visualisées dans leurs extrémités par l’expression de marqueurs caractéristiques, comme le facteur de transcription Pax7. Au fur et à mesure que le développement avance et que les plis neuronaux fusionnent, les CCN peuvent être observés soit dans la partie la plus haute du tube neural, soit migrant le long des côtés de cette structure vers les régions inférieures de l’embryon. Pour migrer, les CCN sous-régulent des protéines adhésives spécifiques, ce qui leur permet de se détacher des autres cellules du tube neural. Fait important, les CCN progressent à travers l’embryon, peuplant différentes régions pour générer une grande variété de types de tissus, y compris des éléments du système nerveux périphérique (comme les ganglions des intestins).

La neurulation primaire par rapport à la neurulation secondaire

Tandis que la neurulation primaire forme la plus grande partie du système nerveux central chez l’homme, une petite zone de la moelle spinale postérieure résulte d’un processus distinct appelé neurulation secondaire. Dans cette région, plutôt que d’avoir trois feuilles de cellules distinctes, l’embryon contient un mélange de cellules peu compactes recouvertes d'une fine couche d'ectoderme. Certaines de ces cellules “ lâches ” se condensent pour générer une structure semblable à une tige appelée le cordon médullaire ou neuronal. Ce cordon finit par se creuser, et fusionne avec le tube neural primaire plus antérieur, formant une structure continue. Bien que la neurulation secondaire joue un rôle relativement mineur dans la formation du système nerveux central humain, les défauts au cours de ce processus peuvent encore avoir des conséquences sur le développement, telles que certains types de spina bifida.