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Un embryon humain fonctionnel reproduit en laboratoire

La fécondation d’un ovule par un spermatozoïde marque le début de l'embryogenèse humaine. C’est l'ensemble du processus de développement qui transforme le zygote en fœtus. Les quinze premiers jours de développement de l'embryon (avant qu'il ne s'implante dans l'endomètre de l'utérus) restent difficiles à étudier pour les scientifiques, car pour la recherche, les embryons humains précoces disponibles sont assez rares.


Le travail conjoint de deux équipes de chercheurs a démontré qu'il était possible de créer des structures embryonnaires humaines au début de leur développement en utilisant des cellules en culture : deux équipes, l'une affiliée à l'École de médecine du Sud-ouest de l'Université du Texas menée par Jun Wu, un spécialiste de l'embryogenèse, et l'autre affiliée à l'université Monash en Australie, sont parvenues à créer des embryons humains au stade blastocyste à partir de cellules cultivées en laboratoire. Une technique déjà réalisée pour des embryons de souris, mais totalement inédite avec des cellules humaines.


Les deux équipes de chercheurs sont parvenues à recréer des blastocystes humains à partir de cellules en culture.

· L'équipe texane a utilisé des cellules souches pluripotentes.

· La deuxième équipe est partie d'une autre base : des fibroblastes adultes reprogrammés et dédifférenciés.

La suite du protocole est similaire pour les deux groupes : les cellules sont cultivées dans une boîte spéciale, dans un milieu nutritif qui contient tous les éléments chimiques indispensables à la formation des blastocystes, où elles se développent dans les trois dimensions pour former des organoïdes.

Après environ une semaine de culture, les deux équipes ont obtenu des « bastoïdes » : contraction des mots « blastocyste » et « organoïde », comparables aux blastocystes humains naturels de par la taille, la forme et l’organisation (les trois populations cellulaires et la cavité).


Il s’agit d’un modèle d'étude prometteur : les expériences ne s'arrêtent pas là.

Les scientifiques ont voulu analyser plus en avant le développement de leurs blastoïdes en mimant l'implantation dans l'utérus in vitro : après 4 ou 5 jours de culture, plusieurs blastoïdes adhèrent à la boîte de culture et certaines populations cellulaires poursuivent leur différenciation.

Les trophoblastes commencent à se spécialiser en cellules placentaires et les cellules de l'épiblaste se réorganisent autour de la cavité.

Ces blastoïdes, très semblables aux blastocystes naturels, semblent donc être des modèles in vitro prometteurs pour étudier les premiers stades du développement embryonnaire et les maladies associées. Ils restent pour le moment imparfaits.

Cependant l'obtention de ces blastoïdes est laborieuse et difficilement reproductible. De plus, les trois populations cellulaires ne se développent pas de façon synchronisée au sein d'un même blastoïde, et les blastoïdes d'une même expérience n'évoluent pas au même rythme.

Enfin, les scientifiques ont identifié des populations cellulaires présentes dans les organoïdes qui n'existent pas dans les blastocystes naturels.

L'étude du développement des blastoïdes n'ira pas plus loin car l'éthique interdit toute culture d'embryons humains au-delà de 14 jours de développement. À ce stade, les premiers tissus qui forment le fœtus apparaissent après la gastrulation. Ces blastoïdes humains sont les premiers modèles embryonnaires humains, obtenus à partir d'une culture cellulaire, qui présentent une organisation et un développement comparables aux blastocystes naturels.


Charlotte DELLINGER


Sources : pourquoidocteur, futurascience, lmc

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