Un blastoïde est une boule de cellules qui ressemble aux premiers stades d’un embryon, créée en laboratoire à partir de cellules souches. Lorsqu’il est implanté dans l’utérus d’un singe femelle, il déclenche des changements similaires à ceux d’une grossesse : cette percée pourrait permettre aux scientifiques de mieux comprendre le développement de l’embryon humain, sans les dilemmes éthiques liés à l’utilisation de vraies cellules embryonnaires.
Une équipe de chercheurs de l’Académie chinoise des sciences de Shanghai, dirigée par le biologiste Zhen Liu, s’est tournée vers les singes cynomolgus, également connus sous le nom de macaques crabiers, pour développer embryons synthétiques dérivés de cellules souches. Appelées blastoïdes, ces structures ont été implantées dans l’utérus de singes femelles, provoquant des changements similaires à ceux qui se produisent lors d’une grossesse naturelle. Les résultats de la nouvelle étude ont été récemment publiés dans la revue Cell Stem Cell.
les mystères de la vie
On sait que les mécanismes de développement de l’embryon humain ils ne sont pas encore bien compris, principalement en raison des difficultés éthiques liées à l’obtention et à l’expérimentation d’embryons réels. Cependant, les scientifiques sont capables de générer ce qu’on appelle blastoïdesdes boules de cellules qui ressemblent à la blastocystesles amas de cellules en division qui se forment cinq à six jours après la fécondation.
Dans une précédente étude menée en mars 2021, par exemple, une autre équipe scientifique dirigée par Leqian Yu, biologiste au centre médical du sud-ouest de l’Université du Texas à Dallas, aux États-Unis, a rapporté la production réussie de blastoïdes à partir de cellules souches humaines, en maintenant son développement pendant une dizaine de jours en boîte de culture. Désormais, le groupe de chercheurs chinois a pris cette avancée et d’autres comme toile de fond, pour avancer dans la production et l’implantation de blastoïdes à base de cellules souches de singe.
« Les travaux mettent en lumière l’incroyable potentiel de modèles embryonnaires à base de cellules souchescomme moyen d’explorer des stades embryonnaires normalement difficiles d’accès in vivo. » Indien Naomi Moris, biologiste au Francis Crick Institute de Londres, qui n’était pas impliquée dans la nouvelle recherche, a déclaré à Nature.
Embryons de laboratoire et processus naturels
En culture cellulaire, les scientifiques ont exposé cellules souches embryonnaires de singe à divers facteurs de croissance, de sorte qu’ils se différencieraient en types de cellules trouvés dans les blastocystes naturels. Après sept jours, les cellules souches avaient formé la structure sphérique caractéristique d’un blastocyste et s’étaient différenciées en trois lignées cellulaires qui jettent les bases de la formation des tissus et des organes, une percée sans précédent dans des études similaires.
Malgré la découverte de caractéristiques génétiques similaires à celles observées dans les blastocystes, les scientifiques ont compris que les blastoïdes ne reflétaient pas parfaitement les structures naturelles : certaines cellules ne pouvaient pas être triées et d’autres n’exprimaient pas les quantités nécessaires de protéines. Au jour 15, certains blastoïdes avaient développé des caractéristiques ressemblant à une structure marquant le début de la réorganisation des cellules pour former le modèle du corpsy compris sa configuration habituelle.
Par la suite, lors du transfert des blastoïdes dans l’utérus de huit singes femelles par chirurgie laparoscopique, ils ont observé que certains d’entre eux avaient sacs gestationnels et autres signes de grossessequi a disparu après 20 jours.
Bien que les structures ressemblant à des embryons n’aient pas été conçues pour devenir fœtus complets, leur manque de croissance à long terme « indique que le développement embryonnaire ne se limite pas à avoir les cellules, la structure et l’expression génique correctes », a déclaré Alfonso Martínez Arias, biologiste à l’Université Pompeu Fabra de Barcelone, en Espagne, dans l’article de Nature citée précédemment. Martínez Arias ne faisait pas non plus partie de l’étude.
Malgré cela, les avancées dans les modèles d’embryons à base de cellules souches pourraient être essentielles pour décomposer les fondamentaux de l’embryogenèsele processus de formation et de développement de la embryon humain. En manipulant l’expression des gènes ou en réglant les voies de signalisation moléculaire dans les blastoïdes, les chercheurs pourraient élucider les caractéristiques nécessaires au développement de l’embryon, franchissant ainsi une étape essentielle vers la compréhension complète de ces processus.
Les références
Le modèle d’embryon de singe Cynomolgus capture la gastrulation et le début de la grossesse. Jie Li et al. Cellule souche cellulaire (2023). DOI : https://doi.org/10.1016/j.stem.2023.03.009
Structures de type blastocyste générées à partir de cellules souches pluripotentes humaines. Leqian Yu et al. Nature (2021). DOI : https://doi.org/10.1038/s41586-021-03356-y