Des scientifiques créent des embryons de souris synthétiques qui développent des cerveaux et des cœurs battants

Pensez aux débuts d’un embryon, et un ovule, un sperme et un utérus vous viennent probablement à l’esprit. Maintenant détrompez-vous. En utilisant des cellules souches de souris cultivées dans une boîte de Pétri, des scientifiques britanniques et israéliens ont réussi à créer un modèle synthétique d’embryon qui, comme le type biologique, a développé un cerveau, un cœur battant et un tractus intestinal.

Les cellules souches sont la matière première du corps, avec le potentiel de devenir de nombreux types de cellules. Les souris et les cellules souches humaines peuvent le faire, bien qu’elles s’y prendre différemment.

Un embryon naturel représenté sur un embryon synthétique montre une formation cérébrale et cardiaque comparable.

Amadei et Handford/Université de Cambridge

Les chercheurs espèrent que leur modèle d’embryon aidera les futures mères en approfondissant la compréhension des raisons pour lesquelles certaines grossesses échouent tôt alors que d’autres se développent. De plus, les “embryoïdes” pourraient contribuer à réduire l’utilisation d’animaux dans la recherche et pourraient un jour compléter l’offre limitée d’organes humains transplantables par des organes synthétiques.

“Au lieu de développer un protocole différent pour cultiver chaque type de cellule – par exemple, celles du rein ou du foie – nous pourrions un jour être en mesure de créer un modèle synthétique de type embryonnaire, puis d’isoler les cellules dont nous avons besoin”, a déclaré professeur Jacob Hanna du département de génétique moléculaire de l’Institut des sciences Weizmann d’Israël. “Nous n’aurons pas besoin de dicter aux organes émergents comment ils doivent se développer. L’embryon lui-même le fait mieux.”

Les embryons synthétiques ont un moment.

Une équipe dirigée par Hanna a publié des recherches sur leurs embryons synthétiques de souris dans le revue cellule plus tôt ce mois-ci. La semaine dernière, des scientifiques de l’Université de Cambridge ont détaillé leurs propres travaux similaires, mais distincts, dans la revue La nature, techniques de tapotement partagées par le groupe d’Hanna. Les deux équipes ont passé plus de 10 ans à affiner leurs embryoïdes.

“Cela a été le rêve de notre communauté pendant des années, et un objectif majeur de notre travail pendant une décennie, et finalement nous l’avons fait”, a déclaré Magdalena Zernicka-Goetzprofesseur de développement des mammifères et de biologie des cellules souches au département de physiologie, développement et neurosciences de l’Université de Cambridge, qui a dirigé les recherches de l’équipe.

Dans l’étude de Nature, l’équipe de Cambridge explique comment elle a fait « parler » les trois types de cellules souches trouvées au début du développement des mammifères.

Cette communication est essentielle, car les signaux interactifs des cellules instruisent le développement de l’embryon. Les cellules souches de souris se sont finalement assemblées en un embryon qui s’est développé en 8,5 jours jusqu’à ce qu’il ait une structure semblable à un cœur battant et un cerveau avec des régions définies du cerveau antérieur et du mésencéphale.

De nombreuses grossesses échouent au moment où cette organisation cellulaire a lieu – et avant même que la plupart des gens ne réalisent qu’ils sont enceintes.

“Cette période est la base de tout ce qui suit pendant la grossesse. Si cela se passe mal, la grossesse échouera”, a déclaré Zernicka-Goetz. Étudier en détail comment les cellules souches s’assemblent pourrait éventuellement aider des scientifiques comme Zernicka-Goetz à identifier ce qui a mal tourné dans ces grossesses malheureuses.

Les embryoïdes humains pourraient-ils être les prochains ?

Kirstin Matthewschercheur en science et technologie au Baker Institute for Public Policy de l’Université Rice, a qualifié la recherche de “fascinante”.

“Cela fournit des connaissances supplémentaires sur la façon dont les cellules s’organisent et se spécialisent au début du développement”, a déclaré Matthews, qui n’est impliqué dans aucune des recherches de l’équipe. “Cette connaissance était auparavant limitée car elle nécessitait une implantation dans l’utérus d’un animal, ce qui n’est pas facilement observable.”

Le mot d’embryons synthétiques, bien sûr, pourrait conduire les esprits futuristes à des visions de personnes cultivées en dehors d’un utérus vivant. Mais le développement d’embryons de germination d’organes synthétiques à partir de cellules souches humaines est loin en raison des défis techniques, sans parler des questions éthiquement complexes telles que quand, exactement, ces structures pourraient même être considérées comme des embryons. Matthews avertit que leur avancement justifie une discussion approfondie et de la conscience.

Au moins pour l’instant, cependant, Hanna ne voit aucune préoccupation majeure.

“Les embryons synthétiques sont très différents des embryons naturels, ne seront pas viables et ne pourront pas être transplantés dans un utérus”, a déclaré Hanna, qui co-fondé une entreprise d’appliquer la technologie des cellules souches à des problèmes de santé comme l’infertilité et les maladies génétiques. “Nous parlons simplement d’un protocole de différenciation très complexe qui produit des types de cellules authentiques.”