Les biologistes et collègues spécialistes des cellules souches et du développement de l’UT Southwestern Medical Center ont développé une méthode pour produire des blastoïdes bovins, une étape cruciale dans la reproduction de la formation d’embryons en laboratoire qui pourrait conduire au développement de nouvelles technologies de reproduction pour l’élevage bovin.
Les efforts actuels sont entravés par un approvisionnement limité en embryons, donc comprendre les mécanismes de création réussie de structures de type blastocyste bovin en laboratoire pourrait s’avérer utile pour améliorer la reproduction chez les bovins. Cette technologie pourrait potentiellement conduire à des gains génétiques plus rapides dans la production bovine ou laitière ou à une réduction de l’incidence des maladies chez les animaux.
« Cette étude est la première démonstration de la génération de structures de type blastocyste (blastoïdes) à partir d’une espèce de bétail », a déclaré Jun Wu, Ph.D., professeur adjoint de biologie moléculaire et chercheur Virginia Murchison Linthicum en recherche médicale. « Avec une optimisation supplémentaire, les progrès de la technologie des blastoïdes bovins pourraient ouvrir la voie à des méthodologies innovantes de reproduction artificielle dans l’élevage bovin. Cela pourrait, à son tour, révolutionner les approches traditionnelles de l’élevage bovin et annoncer une nouvelle ère dans les pratiques de l’industrie de l’élevage.
Les blastoïdes bovins représentent un modèle précieux pour étudier le développement précoce des embryons et comprendre les causes de la perte embryonnaire précoce, a déclaré le Dr Wu.
Dans cette étude, parue dans Cellule Cellule Souches, les chercheurs ont démontré que les blastoïdes bovins peuvent être assemblés à partir de cellules souches cultivées. Le groupe international du Brésil, de Chine et des États-Unis décrit une méthode efficace pour générer des blastoïdes bovins et pour les cultiver in vitro en laboratoire.
À l’aide d’analyses d’immunofluorescence et de séquençage d’ARN unicellulaire, les chercheurs ont montré que les blastoïdes générés en laboratoire ressemblaient à des blastocystes bovins naturels en termes de morphologie, de taille, de nombre de cellules et de composition de la lignée, et pouvaient produire une signalisation de reconnaissance maternelle lors du transfert aux vaches receveuses.
« Nous avons pu développer un protocole efficace et robuste pour générer des blastoïdes bovins en assemblant des cellules souches embryonnaires et trophoblastiques bovines qui peuvent s’auto-organiser et recréer fidèlement les trois lignées de blastocystes », a déclaré l’auteur principal Carlos A. Pinzón-Arteaga, DVM , MS, étudiant à l’UT Southwestern Graduate School of Biomedical Sciences. « De futures comparaisons avec des embryons produits in vivo sont encore nécessaires pour mieux évaluer le modèle blastoïde. »
Un modèle d’embryon de cellules souches facilement disponible pourrait grandement bénéficier à la recherche sur le développement embryonnaire, car il relève le défi de l’accès limité aux embryons précoces, a noté le Dr Wu, chercheur à la Fondation des cellules souches de New York-Robertson et membre du Hamon Center for Regenerative Science et médecine et Cecil H. et Ida Green Center pour les sciences de la biologie de la reproduction à UT Southwestern.
Cette étude s’appuie sur les découvertes précédentes du laboratoire Wu qui ont rapporté la génération de souris similaires (Li et al., Cellule2019) et humaine (Yu et al., Nature2021) modèles d’embryons. Les travaux du laboratoire Wu ont contribué au développement de nouveaux systèmes et méthodes de culture qui permettent la génération de nouvelles cellules souches pour des études fondamentales et translationnelles.
Les travaux du Dr Wu ont élargi le spectre des états pluripotents en capturant des cellules souches pluripotentes de souris présentant des caractéristiques moléculaires et phénotypiques distinctes à différents stades de développement. Et certaines de ces conditions de culture développées chez la souris ont permis la génération de modèles de cellules souches pluripotentes de nombreuses autres espèces de mammifères, y compris les humains, les primates non humains et les ongulés.
En plus des modèles de blastocystes dérivés de cellules souches (blastoïdes), le laboratoire Wu utilise des chimères interspécifiques pour étudier la biologie fondamentale, comme les programmes de développement conservés et divergents, la détermination de la taille du corps et des organes, les barrières d’espèces et la résistance au cancer. Le laboratoire travaille également au développement de nouvelles applications pour la médecine régénérative.
D’autres chercheurs de l’UTSW qui ont contribué à cette étude sont Lizhong Liu, Ph.D., instructeur adjoint de biologie moléculaire, et Masahiro Sakurai, Ph.D., instructeur adjoint de biologie moléculaire.
Plus d’information:
Carlos A. Pinzón-Arteaga et al, structures de type blastocyste bovin dérivées de cultures de cellules souches, Cellule Cellule Souches (2023). DOI : 10.1016/j.stem.2023.04.003