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Un embryon humain fonctionnel reproduit en laboratoire
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Un embryon humain fonctionnel reproduit en laboratoire

La fécondation de l'ovule par le spermatozoïde marque le début de l'embryogenèse humaine, l'ensemble du processus de développement qui transforme le zygote en fœtus. Les quinze premiers jours de développement de l'embryon, avant qu'il ne s'implante dans l'endomètre de l'utérus, restent difficiles à étudier pour les scientifiques, car les embryons humains précoces disponibles pour la recherche sont assez rares.

Deux équipes, l'une affiliée à l'École de médecine du Sud-ouest de l'Université du Texas menée par Jun Wu, un spécialiste de l'embryogenèse, et l'autre affiliée à l'université Monash en Australie, sont parvenues à créer des embryons humains au stade blastocyste à partir de cellules cultivées en laboratoire. Une technique déjà réalisée pour des embryons de souris, mais totalement inédite avec des cellules humaines.

Un embryon humain de cinq jours créé in vitro

Juste après la fécondation, le zygote se transforme au fil des divisions cellulaires. Il contient d'abord deux cellules, puis quatre, puis huit et ainsi de suite. Au quatrième jour, il atteint le stade de blastocyte. Les cellules, qui étaient toutes identiques jusqu'alors, se scindent en deux populations selon leur position : les cellules à l'extérieur deviennent des trophoblastes et celles à l'intérieur, les cellules de la masse interne. Les heures suivantes sont cruciales pour ces dernières qui se séparent encore en deux populations distinctes : les cellules de la masse interne deviennent soit épiblaste et soit hypoblaste (ou endoderme primitif). Ces trois types cellulaires s'organisent autour d'une cavité, le blastocèle. À ce stade, le blastocyte s'implante dans l'utérus pour poursuivre son développement.

Les deux équipes de chercheurs sont parvenus à recréer des blastocystes humains à partir de cellules en culture. Dans son laboratoire, l'équipe texane a utilisé des cellules souches pluripotentes. La deuxième équipe est partie d'une autre base, des fibroblastes adultes reprogrammés et dédifférenciés. La suite du protocole est similaire pour les deux groupes, les cellules sont cultivées dans une boîte spéciale, où elles se développent dans les trois dimensions pour former des organoïdes, dans un milieu nutritif qui contient tous les éléments chimiques indispensables à formation des blastocystes. Après une semaine de culture environ, les deux équipes ont obtenu des bastoïdes, contraction des mots « blastocyste » et « organoïde », humains de taille, forme et organisation (les trois populations cellulaires et la cavité) comparables aux blastocystes humains naturels.
Les différents blastoïdes obtenus par l'équipe de la Monash University. Chaque couleur représente une population cellulaire distincte. © Monash University

Un modèle d'étude prometteur

Les expériences ne s'arrêtent pas ici. Les scientifiques ont voulu analyser plus en avant le développement de leurs blastoïdes en mimant l'implantation dans l'utérus in vitro. Après quatre ou cinq jours de culture, plusieurs blastoïdes adhèrent à la boîte de culture et certaines populations cellulaires poursuivent leur différenciation. Les trophoblastes commencent à se spécialiser en cellules placentaires et les cellules de l'épiblaste se réorganisent autour de la cavité.

Ces blastoïdes, très semblables aux blastocystes naturels, semblent donc être des modèles in vitro prometteurs pour étudier les premiers stades du développement embryonnaire et les maladies qui y sont associées, mais ils restent pour le moment imparfaits. L'obtention de ces blastoïdes est laborieuse et difficilement reproductible. De plus, les trois populations cellulaires ne se développent pas de façon synchronisées au sein d'un même blastoïde, et les blastoïdes d'une même expérience n'évoluent pas au même rythme. Enfin, les scientifiques ont identifié des populations cellulaires présentes dans les organoïdes qui n'existent pas dans les blastocystes naturels.

L'étude du développement des blastoïdes n'ira pas plus loin car l'éthique interdit toute culture d'embryons humains au-delà de 14 jours de développement. À ce stade, les premiers tissus qui forment le fœtus apparaissent après la gastrulation. Ces blastoïdes humains sont les premiers modèles embryonnaires humains, obtenus à partir d'une culture cellulaire, à présenter une organisation et un développement comparable aux blastocystes naturels.


Source : Julie Kern / Futura
Crédit : University of Texas Medical Center

Une équipe américaine et une autre australienne sont parvenues à récréer des embryons humains au stade blastocyste, soit au 5e jour de leur développement.

Un embryon humain fonctionnel reproduit en laboratoire Actualités

Un embryon humain fonctionnel reproduit en laboratoire

La fécondation de l'ovule par le spermatozoïde marque le début de l'embryogenèse humaine, l'ensemble du processus de développement qui transforme le zygote en fœtus. Les quinze premiers jours de développement de l'embryon, avant qu'il ne s'implante dans l'endomètre de l'utérus, restent difficiles à étudier pour les scientifiques, car les embryons humains précoces disponibles pour la recherche sont assez rares.

Deux équipes, l'une affiliée à l'École de médecine du Sud-ouest de l'Université du Texas menée par Jun Wu, un spécialiste de l'embryogenèse, et l'autre affiliée à l'université Monash en Australie, sont parvenues à créer des embryons humains au stade blastocyste à partir de cellules cultivées en laboratoire. Une technique déjà réalisée pour des embryons de souris, mais totalement inédite avec des cellules humaines.

Un embryon humain de cinq jours créé in vitro

Juste après la fécondation, le zygote se transforme au fil des divisions cellulaires. Il contient d'abord deux cellules, puis quatre, puis huit et ainsi de suite. Au quatrième jour, il atteint le stade de blastocyte. Les cellules, qui étaient toutes identiques jusqu'alors, se scindent en deux populations selon leur position : les cellules à l'extérieur deviennent des trophoblastes et celles à l'intérieur, les cellules de la masse interne. Les heures suivantes sont cruciales pour ces dernières qui se séparent encore en deux populations distinctes : les cellules de la masse interne deviennent soit épiblaste et soit hypoblaste (ou endoderme primitif). Ces trois types cellulaires s'organisent autour d'une cavité, le blastocèle. À ce stade, le blastocyte s'implante dans l'utérus pour poursuivre son développement.

Les deux équipes de chercheurs sont parvenus à recréer des blastocystes humains à partir de cellules en culture. Dans son laboratoire, l'équipe texane a utilisé des cellules souches pluripotentes. La deuxième équipe est partie d'une autre base, des fibroblastes adultes reprogrammés et dédifférenciés. La suite du protocole est similaire pour les deux groupes, les cellules sont cultivées dans une boîte spéciale, où elles se développent dans les trois dimensions pour former des organoïdes, dans un milieu nutritif qui contient tous les éléments chimiques indispensables à formation des blastocystes. Après une semaine de culture environ, les deux équipes ont obtenu des bastoïdes, contraction des mots « blastocyste » et « organoïde », humains de taille, forme et organisation (les trois populations cellulaires et la cavité) comparables aux blastocystes humains naturels.
Les différents blastoïdes obtenus par l'équipe de la Monash University. Chaque couleur représente une population cellulaire distincte. © Monash University

Un modèle d'étude prometteur

Les expériences ne s'arrêtent pas ici. Les scientifiques ont voulu analyser plus en avant le développement de leurs blastoïdes en mimant l'implantation dans l'utérus in vitro. Après quatre ou cinq jours de culture, plusieurs blastoïdes adhèrent à la boîte de culture et certaines populations cellulaires poursuivent leur différenciation. Les trophoblastes commencent à se spécialiser en cellules placentaires et les cellules de l'épiblaste se réorganisent autour de la cavité.

Ces blastoïdes, très semblables aux blastocystes naturels, semblent donc être des modèles in vitro prometteurs pour étudier les premiers stades du développement embryonnaire et les maladies qui y sont associées, mais ils restent pour le moment imparfaits. L'obtention de ces blastoïdes est laborieuse et difficilement reproductible. De plus, les trois populations cellulaires ne se développent pas de façon synchronisées au sein d'un même blastoïde, et les blastoïdes d'une même expérience n'évoluent pas au même rythme. Enfin, les scientifiques ont identifié des populations cellulaires présentes dans les organoïdes qui n'existent pas dans les blastocystes naturels.

L'étude du développement des blastoïdes n'ira pas plus loin car l'éthique interdit toute culture d'embryons humains au-delà de 14 jours de développement. À ce stade, les premiers tissus qui forment le fœtus apparaissent après la gastrulation. Ces blastoïdes humains sont les premiers modèles embryonnaires humains, obtenus à partir d'une culture cellulaire, à présenter une organisation et un développement comparable aux blastocystes naturels.


Source : Julie Kern / Futura
Crédit : University of Texas Medical Center

Une équipe américaine et une autre australienne sont parvenues à récréer des embryons humains au stade blastocyste, soit au 5e jour de leur développement.

LE GUIDE Naturellement

Agenda . . .

25 - Doubs

Jusqu'au 9 janvier 2022

EXPOSITION
"DESTINS DE CIRQUE"

Cette exposition présente les destins des femmes et hommes du cirque entre ombres et lumières. Costumes, affiches, instruments de musique, gravures originales, films … évoquent l’art du cirque du XVIIIe siècle à nos jours.
Les fabuleux dessins aquarellés des sœurs Vesque, les planches uniques du grand costumier Gérard Vicaire éclairent ces destins de cirque.

Saline royale
Grande rue
25610 ARC-ET-SENANS
03 81 54 45 45
www.salineroyale.com


34 - Hérault

A partir du 28 février

EXPOSITION - VISITE VIRTUELLE GRATUITE
"DERNIERS IMPRESSIONNISTES, LE TEMPS DE L'INTIMITÉ"

En raison de l'épidémie et de la fermeture nationale des musées, l'exposition n'aura malheureusement été ouverte au public que pendant cinq semaines.
La visite virtuelle est accessible gratuitement, depuis le site internet du Musée de Lodève et sans limite de temps. Les salles de l'exposition en 360°, les commentaires audio des œuvres... visitez l'exposition comme si vous y étiez sur votre ordinateur ou votre smartphone.
Visiter l'exposition

Musée de Lodève
Square George Auric
34700 Lodève
04 67 88 86 10
www.museedelodeve.fr


46 - Lot

Jusqu'en juin

JEU DE PISTE - MUSEE CHAMPOLLION
LE MUSÉE SORT DE SES MURS !

On vous invite à un jeu de piste autour de la maison natale de Jean-François Champollion pour tester vos connaissances sur le célèbre déchiffreur des hiéroglyphes, sur l’Égypte antique et sur les écritures du monde.
Installés derrière les vitrines, situées de la place Champollion à la rue Séguier en passant par la place des Écritures, 7 panneaux illustrés vous permettront de redécouvrir en famille le musée Champollion - Les Écritures du Monde et ses collections. Accès libre, tous les jours.

Musée Champollion
Place Champollion
46100 Figeac
05 65 50 31 08
www.musee-champollion.fr

Lieux:

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