Percée: les scientifiques créent un embryon de souris

Les cellules souches ayant la capacité de se transformer en différents types de cellules lors du développement précoce de l'organisme, la recherche sur les cellules souches embryonnaires offre des informations uniques sur la croissance d'un organisme à partir d'une seule cellule. Pour la première fois, les scientifiques ont pu créer un embryon de souris entièrement artificiellement.Les chercheurs ont modélisé un embryon de souris, montré ici à 72 heures, en utilisant exclusivement des cellules souches.
Crédit d'image: Berna Sozen-Kaya, Laboratoire Zernicka-Goetz, Université de Cambridge

Les cellules souches sont essentielles au développement des organismes vivants. Au tout début d'un embryon, ces cellules formeront l'organisme entier, y compris les cellules qui forment les organes et les tissus vitaux du corps, tels que le c?ur, les poumons et la peau.

Au cours des 3 à 5 premiers jours, l'embryon humain ou mammifère est appelé blastocyste. Le blastocyste est constitué de cellules souches embryonnaires (ESC) générées par l'?uf après avoir été fécondé par un spermatozoïde.

Le blastocyste contient également des cellules souches du trophoblaste (CTS), qui vont créer le placenta, et des cellules souches endodermiques primitives qui formeront le sac vitellin - un sac membraneux qui fournit des nutriments à l'embryon en développement et se forme avant le placenta.

Les chercheurs de l'Université de Cambridge au Royaume-Uni, dirigés par le professeur Magdalena Zernicka-Goetz du Département de physiologie, développement et neurosciences, ont entrepris de créer génétiquement une structure ressemblant à un embryon de souris en utilisant exclusivement des CSE et des CSE. L'étude a été publiée dans la revue Science.

Les cellules souches se "guident" pour former une structure semblable à un embryon

Le Professeur Zernicka-Goetz et son équipe ont utilisé des ESC et des TSC génétiquement modifiés, ainsi qu'une matrice extracellulaire 3-D (ECM) - un composant non cellulaire présent dans tous les tissus et organes qui fonctionne comme un échafaudage pour les cellules et facilitant les réactions biochimiques les cellules se différencient et se transforment en d'autres organes et tissus.

Les chercheurs ont constaté que les CES, les CTS et l'ECM 3-D "communiquaient" entre eux et s'organisaient en une structure auto-assemblante possédant les propriétés d'un embryon naturel.

Le professeur Zernicka-Goetz explique les résultats:

"Les cellules embryonnaires et extra-embryonnaires commencent à se parler et à s'organiser en une structure qui ressemble et se comporte comme un embryon. Elle possède des régions anatomiquement correctes qui se développent au bon endroit et au bon moment. Nous Nous savions que les interactions entre les différents types de cellules souches sont importantes pour le développement, mais ce qui est frappant, notre nouveau travail illustre le fait qu’il s’agit là d’un véritable partenariat - ces cellules se guident vraiment. et l’activité opportune des principaux mécanismes biologiques n’a pas lieu correctement. "

La création de cette structure artificielle semblable à un embryon a permis de mieux comprendre le processus de développement d’un embryon naturel. Le professeur Zernicka-Goetz et ses collègues ont pu constater que l'embryon artificiel suivait le même schéma qu'un embryon naturel: les cellules souches s'organisent pour créer la cavité pro-amniotique qui hébergera ultérieurement l'embryon.

Les résultats aident à comprendre le développement de l'embryon humain

Ces connaissances sont essentielles pour comprendre les premières étapes du développement humain, comme l'explique Andrew Chisholm, responsable des sciences cellulaires et du développement au Wellcome Trust:

"Il s'agit d'une étude élégante qui crée un embryon de souris en culture qui nous donne un aperçu des toutes premières étapes du développement des mammifères", explique le Dr Chisholm. "En théorie, des approches similaires pourraient un jour être utilisées pour explorer le développement humain précoce, mettant en lumière le rôle de l'environnement maternel dans les anomalies congénitales et la santé."

Le Wellcome Trust et le Conseil européen de la recherche ont été les principaux organismes de financement de ce projet de recherche.

Zernicka-Goetz a également travaillé sur d'autres projets qui, avec celui-ci, contribuent à faire avancer le domaine de la recherche sur les embryons humains. Elle a récemment réalisé une autre percée en développant pour la première fois des embryons humains in vitro au-delà de la phase d'implantation. Zernicka-Goetz espère que ses recherches aideront les scientifiques à surmonter l'un des principaux obstacles à la recherche sur l'embryon humain: le nombre insuffisant d'embryons disponibles.

"Nous pensons qu’il sera possible d’imiter une grande partie des événements de développement survenus avant 14 jours en utilisant des cellules souches embryonnaires et extra-embryonnaires humaines en utilisant une approche similaire à notre technique utilisant des cellules souches de souris. Nous sommes très optimistes étudier les principaux événements de cette étape critique du développement humain sans avoir à travailler sur des embryons. Savoir comment se déroule normalement le développement nous permettra de comprendre pourquoi il se produit si souvent mal. "

Magdalena Zernicka-Goetz

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