Les cellules souches sont des cellules non spécialisées qui peuvent être manipulées pour devenir des cellules matures dotées de fonctions spéciales.
“Notre modèle d’embryon de souris développe non seulement un cerveau, mais aussi un cœur battant, tous les composants qui composent le corps”, a déclaré l’auteur principal de l’étude Magdalena Zernicka-Goetz, professeur de développement des mammifères et de biologie cellulaire mère à l’université. de Cambridge au Royaume-Uni.
“C’est incroyable que nous soyons parvenus jusqu’ici. C’est le rêve de notre communauté depuis des années et l’un des principaux axes de notre travail depuis une décennie, et nous y sommes enfin parvenus.”
L’article est une percée passionnante et relève un défi auquel les scientifiques sont confrontés lorsqu’ils étudient les embryons de mammifères dans l’utérus, a déclaré Marianne Bronner, professeur de biologie au California Institute of Technology de Pasadena (Caltech). Bronner n’a pas participé à l’étude.
“Ceux-ci se développent en dehors de la mère et peuvent donc être facilement visualisés à travers des étapes critiques de développement qui étaient auparavant difficiles d’accès”, a ajouté Bronner.
Les chercheurs espèrent passer des embryons de souris à la création de modèles de grossesses humaines naturelles, dont beaucoup échouent dans les premiers stades, a déclaré Zernicka-Goetz.
En examinant des embryons dans un laboratoire au lieu d’un utérus, les scientifiques ont pu mieux comprendre le processus pour savoir pourquoi certaines grossesses peuvent échouer et comment les prévenir, a-t-il ajouté.
Jusqu’à présent, les chercheurs n’ont pu suivre qu’environ huit jours de développement dans les embryons synthétiques de souris, mais le processus s’améliore et ils apprennent déjà beaucoup, a déclaré l’auteur de l’étude Gianluca Amadei, chercheur postdoctoral à l’Université de Cambridge.
“Il révèle les exigences fondamentales qui doivent être remplies pour créer la structure correcte de l’embryon avec ses organes”, a déclaré Zernicka-Goetz.
Là où c’est le cas, la recherche ne s’applique pas aux humains, et “il doit y avoir un degré élevé d’amélioration pour que cela soit vraiment utile”, a déclaré Benoit Bruneau, directeur du Gladstone Institute of Cardiovascular Disease et chercheur principal de Gladstone. Instituts. Bruneau n’a pas participé à l’étude.
Mais les chercheurs y voient des utilisations importantes pour l’avenir. Le processus peut être utilisé immédiatement pour tester de nouveaux médicaments, a déclaré Zernicka-Goetz. Mais à plus long terme, alors que les scientifiques passent des embryons synthétiques de souris à un modèle d’embryon humain, cela pourrait également aider à construire des organes synthétiques pour les personnes qui ont besoin de greffes, a ajouté Zernicka-Goetz.
“Je considère ce travail comme le premier exemple de travail de ce type”, a déclaré l’auteur de l’étude, David Glover, professeur de recherche en biologie et en génie biologique à Caltech.
comment ils ont fait
Dans l’utérus, un embryon a besoin de trois types de cellules souches pour se former : l’une devient un tissu corporel, une autre dans le sac où se développe l’embryon et la troisième dans le placenta qui relie le père et le fœtus, selon l’étude.
Dans le laboratoire de Zernicka-Goetz, les chercheurs ont isolé les trois types de cellules souches d’embryons et les ont cultivées sur un récipient incliné pour lier les cellules ensemble et encourager la communication entre elles.
Jour après jour, ils ont pu voir le groupe de cellules se former en une structure de plus en plus complexe, a-t-il déclaré.
Il y a des considérations éthiques et juridiques à prendre en compte avant de passer aux embryons humains synthétiques, a déclaré Zernicka-Goetz. Et avec la différence de complexité entre les embryons de souris et humains, il pourrait s’écouler des décennies avant que les chercheurs puissent effectuer un processus similaire pour les modèles humains, a déclaré Bronner.
Mais en attendant, les informations tirées des modèles de souris pourraient aider à “corriger les tissus et organes défectueux”, a déclaré Zernicka-Goetz.
Le mystère de la vie humaine.
Les premières semaines après la fécondation sont constituées de ces trois cellules souches différentes qui communiquent entre elles chimiquement et mécaniquement pour que l’embryon puisse se développer correctement, selon l’étude.
“Beaucoup de grossesses échouent à cette époque, avant que la plupart des femmes (réalisent) qu’elles sont enceintes”, a déclaré Zernicka-Goetz, qui est également professeur de biologie et de génie biologique à Caltech. “Cette période est la base de tout ce qui suit la grossesse. Si ça se passe mal, la grossesse échouera.”
Mais à ce stade, un embryon créé par fécondation in vitro est déjà implanté chez le parent, de sorte que les scientifiques ont une visibilité limitée sur les processus qu’il traverse, a déclaré Zernicka-Goetz.
Ils ont pu développer les bases d’un cerveau, une première pour des modèles comme ceux-ci et un “Saint Graal pour le domaine”, a déclaré Glover.
“Cette période de la vie humaine est si mystérieuse, alors pouvoir la voir se produire sur une assiette, avoir accès à ces cellules souches individuelles, comprendre pourquoi tant de grossesses échouent et comment nous pourrions empêcher que cela se produise, est assez spécial “, a déclaré Zernicka-Goetz dans un communiqué de presse. “Nous examinons le dialogue qui doit se produire entre les différents types de cellules souches à ce moment-là, nous montrons comment cela se produit et comment cela peut mal tourner.”