Journal of the neurological Sciences, 1975, 25:361-370

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~;i Elsevier Scientific Publishing Company, Amsterdam - Printed in The Netherlands

Etude Ultrastructurale d'un Chordome* M. F. T R I P I E R * * , J. H A S S O U N

ET M. T O G A

Laboratoire de Neuropatholooie, FacultO de MOdeeine, 27 Bd J. Moulin, 13385 Marseille, Cedex 4 (France)

(Requ le 31 d6cembre, 1974)

INTRODUCTION Les t r a v a u x c o n c e r n a n t l ' u l t r a s t r u c t u r e des c h o r d o m e s s o n t e n c o r e rares d a n s la l i t t 6 r a t u r e : 10 p u b l i c a t i o n s lui s o n t c o n s a c r 6 e s ( F r i e d m a n n , H a r r i s o n et Bird 1962; C a n c i l l a , M o r e c k i et H u r w i t t 1964; S p j u t et Luse 1964; E r l a n d s o n , T a n d l e r , L i e b e r m a n et H i g g i n b o t h a m 1968; M u r a d et M u r t h y 1970; Pefia, H o r v a t h et F i s h e r 1970; Softer, B r u c h e r et W e c h s l e r 1970; C 6 s a r i n i et B o n n e a u 1971 ; K a y et S c h a t z k i 1972; G e s s a g a , M a i r et G r a n t 1973). D e p u i s le t r a v a i l p r i n c e p s de F r i e d m a n n e t al. (1962), la p l u p a r t des a u t e u r s d6criv e n t d a n s cette t u m e u r d i v e r s types cellulaires c o m p o r t a n t des f o r m e s t r a n s i t i o n nelles. L ' a s p e c t tr~s m o n o m o r p h e de la p r o l i f 6 r a t i o n t u m o r a l e q u e n o u s a v o n s observ6e est r a r e m e n t s i g n a l 6 ; il lui c o n f ~ r e u n c a r a c t 6 r e p a r t i c u l i e r n o u s p e r m e t t a n t de r e m e t t r e e n q u e s t i o n la n o t i o n de cellule p h y s a l i p h o r e g6ante. OBSERVATION CLINIQUE Mme. B., 65 ans, est hospitalis6e ~ la Clinique Neurochirurgicale (Prof. J. E. Paillas) pour douleurs de type sciatique, dont les premi6res pouss6es remontent ~.une vingtaine d'ann~es, constipation et troubles urinaires r6tentionnels apparus 4 mois auparavant. L'examen clinique montre une masse arrondie, situ6e dans la partie gauche du sacrum, enchass6e dans l'os. douloureuse ~ la pression. Sur le plan neurologique, il existe une hypoesth6sie eta selle, bilat6rale pr6dominant ~ gauche. L'examen radiologique objective - au niveau du bassin, une ost6olyse presque totale du sacrum dont il ne subsiste qu'une mince lame corticale, au niveau du crane, de multiples lacunes darts la r6gion parasagittale gauche,-au niveau de l'appareil urinaire, une hydron6phrose bilat6rale. La biopsie de la tumeur sacr6e, le 15 mai 1973, permet de porter le diagnostic histologique de chordome. A t'intervention, pratiqu~e le 20 juin 1973, l'ex6r6se de la masse tumorale est relativement facile. La malade revue 10 mois apr6s, accuse une reprise des douleurs dans la r6gion sacr6e. Un traitement radioth6rapique est alors prescrit.

MATERIEL ET MI~THODE La pi6ce op6ratoire correspond ~ une masse tr+s volumineuse de 12 cm de diam6tre, polylob6e, de surface lisse, de consistance g61atineuse, laissant sourdre une substance spumeuse. * Ce travail a 6t6 r6alis6 grace ~i la g6n6reuse participation du G.E.F.L.U.C. ** Attach6e de Recherches ~ I'INSERM.

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M . F . 1RIP1F, R, J. HASSOUN, M. TOGA

Fig. 1. Microscopie optiqt, e. ~l" cordons anastomotiques de cellules cubiques; nappes intersmielles d'unc substance claire et anhiste, x 250; b: coupe semi-fine. Cytoplasmes abondants, renfermant un chondriome bien developp6. Noyaux irr6guliers, × 1000: c: lobule tumoral contenant des vacuoles de .topographic impr6cise, x 250: d: zone correspondame en coupe semi-fine. Les vacuoles semblent plus extra qu'intracellulaires, × 1000.

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Plusieurs pr616vements sont effectu6s et techniqu6s selon les m6thodes habituelles pour l'examen en microscopic optique. Pour l'etude ultrastructurale, les fragments sont fix6s darts une solution de glutarald6hyde ~ 5% darts le tampon Millonig pendant 1 hr et post-fix6s ~ l'acide osmique ~ 2% pendant 1 hr. Les blocs d6shydratgs dans l'ac6tone sont inclus darts l'araldite. Les coupes ultrafines sur ultra-microtome Reichert sont color6es ~'~ l'uranyle-plomb. Les pr6parations sont 6tudi6es et photographi6es sur microscope 61ectronique Philips EM 300. I~TUI)E HISTOLOGIQUE La n6oplasie pr6sente un aspect caract6ristique: elle se compose de lobules soulign6s par d'6pais tractus conjonctifs hyalins, englobant des cordons anastomotiques de cellules cubiques ou polygonales (Fig. I ). Ces 616ments tumoraux montrent un cytoplasme abondant 6osinophile, le plus souvent homog6ne, pouvant renfermer des vacuoles claires de taille variable. Les noyaux, irr6guliers, comportent une chromatine lfiche et un nucl6ole hypertrophique. Les aspects de cellule physaliphore g6ante multinuc166e sont exceptionnellement notgs, la tumeur &ant assez monomorphe. L'interstitium rgpond ~ de vastes nappes d'une substance homog6ne, anhiste, faiblement 6osinophile, prenant le PAS avant et apr6s amylase, le bleu Alcian et le mucicarmin. Ces affinit6s tinctoriales t6moignent de sa nature mucopolysaccharidique. On note en outre de multiples foyers hemorraglques ou n6crotiques et des areas d'histiocytes surcharg(3s de pigments h6mosidgriniques. La vascularisation est r6duite, localis~e aux tractus conjonctifs qui lobulent la protif6ration. Des lamelles osseuses sont visibles, d6truites par les trav6es ngoplasiques.

t~TUDE ULTRASTRUCTURALE La tumeur est constitu6e de cordons cellulaires compacts s6par6s par un mat6riel granuleux extra-cellulai re (Fig. 2a). Les cellules, pauvres en prolongements, pr6sentent des variations de forme et de taille. Leurs contours sont irr6guliers : Les noyaux montrent de nombreuses invaginations et expansions digitiformes. Ils comportent avec une grande fr6quence des corps nucl6aires simples ou granulaires. La chromatine r6guli6rement r6partie se densifie toutefois au contact du feuillet interne de la membrane nucl6aire. Le nucl6ole montre un aspect fenfitr6 constant. On ne remarque pas de figures mitotigues. Les p6ricaryons sont tr6s abondants et poss6dent un r6ticulum endoplasmique granuleux bien d6velopp6, compos6 de sacs ramifibs (Fig. 2b). Ceux-ci sont le plus souvent en contact 6troit avec des mitochondries qu'ils entourent partiellement ou en totalit6 (Figs. 2b et 3b): dans de rares cellules, ils sont mod~r6ment dilat6s, non vacuolis6s, et contiennent une substance floconneuse ou granuleuse ainsi que des grains de glycog6ne. Leur paroi est alors discontinue, quelquefois lisse: par contre les ribosomes restent toujours visibles sur les membranes entourant les mitochondries (Fig. 3c). Les sacs ergastoplasmiques ne sont observ6s q u ' a u voisinage direct du chondriome et darts la zone p6rinucl6aire du cytoplasme. Les mitochondries, de grande taille, sont parfois alt6r6es et leurs crates, rompues. Des microfilaments pleins, de 6 '~ 7 nm de diam6tre, occupent dans quelques cellules la plus grande partie du cytoplasme off ils se r6partissent r6guli6rement sans organisation particuli6re; de rares dispositifs fascicul6s, tourbillonnants, ont pu ~tre not6s (Fig. 3a). De tr6s nombreux grains de glycog6ne de 20 nm de diam6tre, isol6s ou group6s en amas, caract6risent par ailleurs les cytoplasmes tumoraux (Fig. 2b); ils occupent, ~ l'exclusion de toute autre structure. des expansions somatiques entourant certaines cellules n6oplasiques (Fig. 4b). Les saccules golgiens, situ6s fi proximit6 du noyau, ne sont ni dilat6s, ni alt6r6s. Occasionnellement, une paire de centrioles est visible. Des vacuoles ~ contenu homog6ne et clair t6moignent de la pr6sence de graisses neutres (Fig. 2a): a leur contact, peuvent s'observer des concr6tions calciques osmiophiles, de structure cristalline. Certains cytoplasmes englobent des amas de corps denses mesurant de 80 fi 150 n m de diam6tre. Les membranes plasmiques dessinent des indentations et montrent plusieurs types de jonction: Elles r6alisent des 6vaginations arrondies ou polycycliques pouvant int6resser une grande pattie du contour cellulaire d61imitant les expansions somatiques riches en grains de glycog6ne (Fig. 4b): elles 6mettent des microvillositas de 50 ~t 100 n m de diam6tre group6es en bouquets dans l'espace extra-cellulaire (Fig. 2a et b). Elles montrent aussi des chaines de v6sicules de pinocytose h diff6rents stades 6volutifs el dont le contenu apparait clair ou floconneux (Fig. 4a). Lorsqu'elles se groupent en travaes compactes, les cellules n6oplasiques pr6sentent de multiples zones de jonction de structurediffarente: les unes correspondent '~ des desmosomes caract6ristiques de 100 nm de long, comportant 5 lignes denses dont les trois centrales occupent l'espace inter-cellulaire" des filaments -

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M. I~. "IRIPIF, R, J. ttASS()UN. M . IO(]A

Fig. 2. Microscopie 61ectronique. a : cordons ceUulaires compacts sfparfs par un matfriel granuleux extraceUulaire, × 5000; b: pfricaryons abondants, Association des sacs ergastoplasmiques etdes mitochondries Importance des amas glycogfniques. M e m b r a n e s plasmiques indentfes prfsentant de multiples j o n c t i o n s Espace extra-cellulaire rfduit fiche en microvilli. Noya u fi chromatine finement rfpartie et nuclfole fen~tr6 × 8900.

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Fig. 3. P6ricaryons. a: microfilaments de 6 ~t 7 n m de diam+tre, en fasceaux tourbillonnants, x 8900; b: disp0sitif particulier des sacs ergastoplasmiques entourant 6troitement les mitochondries, x 32,600; c: mitochondries alt6r6es de grande taille entour6es d'une membrane comportant des ribosomes. Elles sont situ+es dans u n sac ergastoplasmique dilat6--englobant aussi du glycog6ne~zlont le feuillet externe est encore visible par places (---~). x 32,600.

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M. F. TRIPIER~ J. HASSOUN, M. TOGA

cytoplasmiques group6s en fa/sceaux s'implantent perpendiculairement ou obliquement ,~ur un versant de cette jonction tandis qu'ils se disposent tangentiellement a l'autre (Fig~ 4c); - les autres s o n t r6alis6es par de simples encrofatements des m e m b r a n e s plasmiques en regard, sur une longueur tr6s variable ; I'espace inter-ceUulaire h c e niveau apparalt libre (Figs. 4d et e). En p6riph~rie de certaines trav6es humorales, quelques cellules, dotees de nombreuses jonctions, presentent des caract+res morphologiques particuliers : de taille r6duite, de forme allong6e, elles c0mportent

Fig. 4. a: espace extra-cellulaire dilat6 renfermant un mat6riel d'aspect feuitlet6 a u contact des m e m b r a n e s plasmiques qui montrent des v6sicules de pinocytose, × 32,600: b: expansions somatiques riches en grain de glycog6ne, × 57,600; c, d, e: jonctions cellulaires r6pondant h des desmosomes {C, × 57,600 et d. × 81,000 } ou h des encroi~tements des m e m b r a n e s celtulaires, × 47,000.

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un noyau tr6s encoch6 '~ chromatine dispos~e en mottes et fi tr~s volumineux nucl6ole compact. Leur cytoplasme appara]t peu abondant mais englobe les diff6rentes organelles pr6c+demment d6crites (Fig. 5a). Cependant, ces 616ments comportent des vacuoles vides aux 61ectrons dont les parois parfois granuleuses 6voquent une origine ergastoplasmique (Fig. 5a}; certaines d'entr'elles r6pondent ~ des mitochondries

Fig. 5. a: Cellules ~ cytoplasme sombre pourvu de vacuoles r6pondant fi des sacs ergastoplasmiques trbs dilat6s remplis de mitochondries alt6r6es; noyau sombre h nucl6ole compact et corps nucl6aire, x 7,300: b: grande cellule histiocytaire, vacuoles fi contenu mucopolysaccharidique, x 7,300.

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M . F . TRIP1ER, J. HAS~)UN, M. TO(3A

alt6r6es (Fig. 3c). Ces cellules '~ cytoptasme sombre sont les seules, sur les pr6parations examinees, a pr6senter des vacuoles strictement intra-cytoplasmiques, Entre les zones de jonction, l'espace extra-cellulaire est parfois tr6s dilat6, r6alisant des vacuoles de taille variable au sein des trav6es n6oplasiques (Figs. 2a et 4a). I1 renferme un mat6riel de faibte osmiophilie, floconneux ou tr6s finement granuleux. Celui-ci se condense fr6quemment sous forme d'un lis6r6 contimt d'aspect fibrillaire ou feuillet6 au contact des membranes plasmiques {Fig. 4al. Parfois, au contraire. l'espace extra-cellulaire est r6duit, anglobant alors des microvilli et des expansions cytoplasmiques coup6es sous diverses incidences (Fig. 2b); le mat6riel granuleux y est rarement pr6sent. Darts l'interstitium, s'obser~ vent, isol6es, de grandes cellules histiocytaires de 30 :'l 40 Itm. Celles-ci poss6dent de multiples vacuoles dont le contenu rappelle par son aspect granuleux le mat6riel extra-cellulaire. Des voles cytoplasmiques sont visibles en p6riph+rie de la cellule traduisant une intense activit6 macrophagique, l e s cytoplasmes renferment un r6ticulum abondant et des inclusions lipo-pigmentaires banales. Les noyaux montrent une chromatine dense {Fig. 5b).

DISCUSSION

L'6tude de cette tumeur objective un type cellulaire unique ne montrant que de rares inflexions morohologiques, comme dans les cas d6crits par Cancilla et al. (1964), Erlandson et al. (1968), Pefia et al. (1970) et Gessaga et al. (1973). Cette constatation s'oppose fi celle de Softer et al. (1970) qui individualisent des cellules immatures, matures et g6antes, et fi celles de la plupart des autres auteurs qui distinguent des petites cellules 6toil6es et de grands 616ments vacuotis6s. En effet, dans notre cas, toutes les cellules tumorales pr6sentent des caract6res ultrastructuraux communs et constants: - L e s n o y a u x renferment, au sein d'une chromatine r6guli6rement r6partie, de voluminaux nucl6oles et de nombreux corps nuct6aires signant une hyperactivit6 cellulaire. Ces derniers sont 6galement signal6s par Erlandson et al. 0968 I, Murad et Murthy [19701 et Gessaga et al. (1973). - D a n s les p e r t c a r y o n s sont constamment retrouv6s des tonofilaments, des particules glycog6niques, des lipides neutres, des complexes "ergastoplasme-chondriome'" et un produit de s6cr6tion du r6ticulum granuleux. Les tonofilaments constituent l'organite le plus largement distribu6: ils pr6dominent dans la zone p6rinucl6aire. Leur pr6sence est signal+e par tous les auteurs. Au contact des membranes plasmiques, ils se condensent en faisceaux et s'implantent sur les desmosomes tr+s nombreux dans notre materiel. Ces zones de jonction sp6cialis6es signent la nature 6pith+liale de la cellule n6oplasique. Elles ne sont retrouv6es que dans 4 observations (Spjut et Luse 1964; Pefia et al. 1970: C6sarini et Bonneau 1971; Kay et Schatzki 1972). Les particules glycog6niques sont 6galement tr6s fr6quentes dans notre materiel. mais d'observation inconstante dans les autres cas de la litt6rature. Le contingent lipidique neutre est important dans notre observation comme dans celle rapport6e par C6sarini et Bonneau (1971). Les complexes particuliers associant des sacs du r6ticulum endoplasmique granuleux et des mitochondries sont pr6sents dans toutes les cellules tumorales. Des dispo sitifs analogues sont d6crits par Erlandson et al. ( 1968 ), C6sarini et Bonneau (1971 ) et Gessaga et al. (1973); ils sont visibles sur les images rapport6es par Pefia et al. (19707 et Murad et Murthy 119707 mais ne sont pas comment6s. Pour Erlandson et al. ( 1968},

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ils seraient sp6cifiques du chordome; Wyatt et al. (1971) les retrouvent dans une ecchordose physaliphore du clivus. Jurand (1962) les avait d6jfi d6crits au niveau des cellules chordales embryonnaires. Cependant de telles associations ne sont pas limitdes aux simples cellules chordales puisque Gompell (1971) les observe darts un carcinome endom6trial et Sudan (1974) dans les cellules rdticulo-6pith61iales d'un thymome. Une telle association t6moignerait d'une utilisation accrue d'adbnosine-triphosphate mitochondrial par le r6ticulum endoplasmique (Erlandson et al. 1968). ke produit de s6cr6tion contenu dans les sacs ergastoplasmiques n'aboutit pas le plus souvent, fi la r6alisation de vacuoles intra-cytoplasmiques sauf dans de rares 616ments cellulaires d'aspect regressif et de petite taille, situ6s en bordure des cordons cellulaires. La raret6 de telles distensions ergastoplasmiques, 6vidente dans notre mat6riel, est signal6e dans le travail de Cancilla et al. (1964). Par contre, dans la plupart des autres publications, celles-ci sont constamment d6crites et consid6r6es par les auteurs comme caractdristiques de la cellule physaliphore en microscopie 61ectronique. Dans notre cas, aucun 616ment cellulaire ne r6pond fi de tels crit6res. Les vacuoles, 6videntes sur nos pr6parations histologiques, apparaissent sur le plan ultrastructural r6alis6es par des distensions globuleuses de l'espace extra-cellulaire entre les zones de jonction. Ces distensions, souvent bord6es de microvilli, peuvent para]tre intrasomatiques sous certains angles de coupe. Une telle interpr6tation, d6jfi 6voqu6e par Cancilla et al. (1964) 6te /t la cellule physaliphore g6ante son individualit6 ultrastructurale. Dans notre observation, les rares cellules gdantes d6celdes en microscopie optique et interpr6t6es comme des cellules physaliphores semblent plut6t correspondre fi des histiocytes macrophages. Le materiel extra-cellulaire s'av6re de nature mucopolysaccharidique acide comme la positivit6 du bleu Alcian et du mucicarmin en t6moigne. I1 est analogue, en microscopie 61ectronique, au contenu des sacs ergastoplasmiques dont il semble provenir, comme le sugg6rent Friedmann et al. (1962).

RI~SUMI~

Les auteurs rapportent un cas de chordome sacr6 dont l'unicit6 cellulaire appara~t 6vidente en microscopie 61ectronique. Le caract6re 6pith61ial et la fonction s6cr6toire des 616ments tumoraux sont objectiv6s Fun par la fr6quence des desmosomes, l'autre par la pr6sence d'une substance mucopolysaccharidique dans les sacs ergastoplasmiques et dans l'interstitium. L'individualit6 ultrastructurale de la "cellule physaliphore g6ante" est raise en doute dans ce cas en l'absence d'authentiques vacuoles intracytoplasmiques; cette entit6 histologique semble relever d'invaginations de l'espace extracellulaire dans les cytoplasmes des cellules tumorales ou d'une surcharge des histiocytes de l'interstitium en matdriel mucopolysaccharidique. SUMMARY

An ultrastructural study of a case of sacral chordoma is reported. The cell type was monomorphic. The epithelial nature and the secretory function of the tumour cells was obvious in view of their content of desmosomes and the presence of mucopoly-

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M.F. TRIPIER, J. HASSOUN, M. TOGA

saccharide in the ergastoplasm and in the extracellular space. Because of the lack of intracytoplasmic vacuoles in the case reported, the authors doubt the individuality of the so-called "giant physaliphorous cell". The authors consider that the vacuolar appearance of the turnout cells is due to cytoplasmic invaginations caused by the enlarged extracellular space containing acid mucopolysaccharides or by pr(×:esses of histiocytes containing the same material. BI FILl(X]RAP HIE

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