Un laboratoire crée un embryon « synthétique » doté d’un cerveau et d’un cœur battant

Publié par NewsWeek, le 26/08/2022

Un embryon « synthétique » doté d’un cerveau et d’un cœur battant a été créé par des scientifiques britanniques.

Il présente les bases de tous les organes du corps, y compris les tubes neuraux et intestinaux qui protègent la colonne vertébrale et les intestins en développement. Cette « première mondiale » pourrait résoudre la crise de la pénurie de donneurs et prévenir les fausses couches. Elle permettra également de réduire l’expérimentation animale. Les chercheurs de l’université de Cambridge ont utilisé une combinaison de cellules souches projjvenant de souris – sans ovules fécondés ni sperme.

L’auteur principal, le professeur Magdalena Zernicka-Goetz, a déclaré : « Notre modèle d’embryon de souris développe non seulement un cerveau, mais aussi un cœur battant, tous les composants qui vont ensuite constituer le corps. C’est tout simplement incroyable que nous soyons allés aussi loin. C’était le rêve de notre communauté depuis des années, et l’axe principal de notre travail depuis une décennie, et nous y sommes enfin parvenus. »

Il a commencé à développer des muscles, un intestin et un système nerveux, ce qui a permis de mieux comprendre la formation des tissus et les causes des maladies génétiques. Une grossesse réussie nécessite un « dialogue » entre l’embryon et la mère. Au cours de la première semaine après la fécondation, trois types de cellules souches se développent.

L’une d’entre elles deviendra par la suite les tissus de l’organisme. Les autres soutiennent le développement de l’embryon. Elles deviennent le placenta, qui relie le fœtus à sa mère et lui fournit de l’oxygène et des nutriments, et le sac vitellin, où l’embryon reçoit ses nutriments et se développe. Chaque groupe doit s’envoyer des signaux mécaniques et chimiques, indiquant à l’embryon comment se développer correctement.

Zernicka-Goetz a déclaré : « Tant de grossesses échouent à ce moment-là, avant que la plupart des femmes ne réalisent qu’elles sont enceintes. Cette période est le fondement de tout ce qui suit dans la grossesse. Si elle se passe mal, la grossesse échouera. »

Les chercheurs ont imité les processus naturels en laboratoire en guidant trois types de cellules souches présentes au début du développement des mammifères jusqu’au point où elles commencent à interagir. En induisant l’expression d’un ensemble particulier de gènes et en créant un environnement unique, ils ont réussi à les faire « parler » les unes avec les autres.

Le modèle reproduit les étapes du développement naturel de l’embryon de souris qui ont lieu jusqu’à huit jours et demi après la fécondation. Au cours de la dernière décennie, le groupe de Mme Zernicka-Goetz a étudié ces étapes initiales afin de comprendre pourquoi les grossesses peuvent mal tourner.

Elle a déclaré : « Le modèle d’embryon de cellules souches est important car il nous donne accès à la structure en développement à un stade qui nous est normalement caché en raison de l’implantation du minuscule embryon dans l’utérus de la mère. Cette accessibilité nous permet de manipuler des gènes pour comprendre leurs rôles dans le développement dans un système expérimental modèle. »

Ils ont déclenché le développement de leur embryon synthétique en tissant ensemble différentes cellules souches cultivées. Ils ont représenté chacun des trois types de tissus dans les bonnes proportions et le bon environnement pour favoriser la croissance et la communication.

Après s’être assemblés en un embryon, les chercheurs ont constaté qu’ils émettaient des signaux chimiques, mécaniques et tactiles. Zernicka-Goetz a déclaré : « Cette période de la vie humaine est si mystérieuse que le fait de pouvoir observer comment elle se déroule dans un plat, d’avoir accès à ces cellules souches individuelles, de comprendre pourquoi tant de grossesses échouent et de savoir comment nous pourrions empêcher que cela ne se produise, est tout à fait spécial. Nous avons examiné le dialogue qui doit se produire entre les différents types de cellules souches à ce moment-là – nous avons montré comment cela se produit et comment cela peut mal tourner. »

Une avancée majeure est la capacité à générer l’ensemble du cerveau, en particulier la partie antérieure – un objectif important dans le développement d’embryons synthétiques. Dans le système de Zernicka-Goetz, cette partie a besoin de messages provenant d’un des tissus extra-embryonnaires pour pouvoir se développer.

Elle a déclaré : « Cela ouvre de nouvelles possibilités pour étudier les mécanismes du développement neurologique dans un modèle expérimental. En fait, nous démontrons la preuve de ce principe dans l’article en éliminant un gène déjà connu pour être essentiel à la formation du tube neural, précurseur du système nerveux, et au développement du cerveau et des yeux.

« En l’absence de ce gène, les embryons synthétiques présentent exactement les mêmes défauts de développement cérébral que ceux observés chez un animal porteur de cette mutation. Cela signifie que nous pouvons commencer à appliquer ce type d’approche aux nombreux gènes dont la fonction dans le développement du cerveau est inconnue. »

Les chercheurs développent actuellement des modèles humains similaires qui pourraient être orientés vers la génération de types d’organes spécifiques afin de comprendre les mécanismes à l’origine de processus cruciaux qu’il serait impossible d’étudier sur des embryons réels.

Actuellement, la législation britannique n’autorise l’étude des embryons humains en laboratoire que jusqu’au 14e jour de développement. Les résultats pourraient conduire au développement d’organes synthétiques pour les patients en attente de transplantation.

Mme Zernicka-Goetz a ajouté : « Il y a tant de personnes dans le monde qui attendent pendant des années une transplantation d’organe. Ce qui rend notre travail si passionnant, c’est que les connaissances qui en découlent pourraient être utilisées pour cultiver des organes humains synthétiques corrects afin de sauver des vies qui sont actuellement perdues.

« Il devrait également être possible d’affecter et de guérir des organes adultes en utilisant les connaissances que nous avons sur la façon dont ils sont fabriqués. Il s’agit d’une avancée incroyable qui a nécessité dix ans de travail acharné de la part de nombreux membres de mon équipe – je n’aurais jamais pensé que nous en arriverions là. On ne pense jamais que ses rêves vont se réaliser, mais c’est le cas ».

La création d’embryons humains « synthétiques » n’entre pas dans le cadre juridique de la loi britannique sur la fécondation humaine et l’embryologie. Mais il serait illégal de les utiliser pour établir une grossesse chez une femme, car ils ne sont pas classés comme des « embryons autorisés ».

Source en anglais : https://www.newsweek.com/lab-creates-synthetic-embryo-brain-beating-heart-1737454

Traduction par la-verite-vous-rendra-libres.org avec Deepl Traducteur

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