Des chercheurs de l’Université du Queensland ont pour la première fois capturé des images et des vidéos en temps réel du développement embryonnaire précoce pour mieux comprendre les malformations congénitales.
La Dre Melanie White et la Dre Yanina Alvarez de l’Institut de bioscience moléculaire de l’UQ ont utilisé des œufs de caille pour comprendre comment les cellules commencent à former des tissus tels que le cœur, le cerveau et la moelle épinière.
Le recherche a été publié dans le Journal de biologie cellulaire par une équipe comprenant Marise van der Spuy et Jian Xiong Wang de l’Institut de bioscience moléculaire de l’UQ.
Le Dr White a déclaré que les malformations congénitales affectent 3 % des bébés australiens, les malformations cardiaques étant les plus courantes, suivies des malformations du tube neural.
« Parce que les cailles grandissent dans un œuf, elles sont très accessibles pour l’imagerie et leur développement précoce est très similaire à celui d’un humain au moment où l’embryon s’implante dans l’utérus », a déclaré le Dr White.
« Pour la première fois, nous avons vu une imagerie haute résolution en temps réel d’importants processus de développement précoces.
« Jusqu’à présent, la plupart de nos connaissances sur le développement post-implantation provenaient d’études sur des lames statiques, à des moments fixes dans le temps. »
Les chercheurs de l’IMB ont généré des cailles avec une protéine fluorescente pour révéler la structure, appelée cytosquelette d’actine, qui donne la forme aux cellules et facilite le mouvement.
Crédit : Université du Queensland
« Lorsque les cellules migrent au début du développement, elles font ressortir des protubérances appelées lamellipodes et filopodes, comme des bras qui s’étendent et s’agrippent aux surfaces permettant aux cellules de ramper, ou d’atteindre d’autres cellules pour les rapprocher », a déclaré le Dr White.
« Nous avons pu imager les filopodes des cellules souches cardiaques situées au plus profond de l’embryon au moment où elles entraient en contact pour la première fois en faisant saillie et en s’agrippant à leur environnement et les unes aux autres pour former le cœur précoce.
« C’est la première fois que quelqu’un capture le cytosquelette d’actine de la cellule, facilitant ce contact en imagerie en direct. »
Les chercheurs ont également photographié les bords ouverts du tube neural et sa « fermeture éclair » pour commencer à former le cerveau et la moelle épinière.
« Nous avons vu comment les cellules parvenaient à traverser le tube neural ouvert avec leurs protubérances pour entrer en contact avec le côté opposé : plus les cellules formaient de protubérances, plus le tube se refermait rapidement », a déclaré le Dr White.
« Si ce processus se déroule mal ou est perturbé et que le tube ne se ferme pas correctement au cours de la quatrième semaine de développement humain, l’embryon présentera des malformations du cerveau et de la moelle épinière.
« Notre objectif est de trouver des protéines ou des gènes qui pourront être ciblés à l’avenir ou utilisés pour le dépistage des malformations congénitales.
« Nous sommes très enthousiasmés par les possibilités qu’offre désormais ce nouveau modèle de caille pour étudier le développement en temps réel. »
Plus d’information:
Yanina D. Alvarez et al, Une caille Lifeact-EGFP pour étudier la dynamique de l’actine in vivo, Journal de biologie cellulaire (2024). DOI: 10.1083/jcb.202404066