Un embryon de souris au cœur battant a été cultivé dans une boîte de Pétri
Une nouvelle et remarquable étude décrit en détail le développement d’un embryon de souris presque complet, doté de muscles, de vaisseaux sanguins et d’un minuscule cœur battant, cultivé dans une boîte de laboratoire à partir de cellules souches. Cette recherche présente “l’embryon dans une éprouvette » le plus sophistiqué créé à ce jour, offrant de nouvelles innovations essentielles sur la voie de la culture en laboratoire d’organes humains de remplacement.
Image d’entête : un cœur de souris cultivé en laboratoire à partir de cellules souches. (Université de Virginie/ UVA)
Cette nouvelle recherche est menée par le laboratoire Thisse de la faculté de médecine de l’université de Virginie (Etats-Unis). Dirigés par Christine et Bernard Thisse, les scientifiques travaillent depuis des années pour trouver un moyen de fabriquer des embryons fonctionnels à partir de cellules souches.
La création d’un embryon dans une éprouvette de laboratoire à partir de cellules souches n’est évidemment pas un processus simple. Plusieurs différents types de cellules souches sont nécessaires, et il est difficile de diriger ces cellules pour qu’elles se développent en une structure organisée correcte au bon moment.
Au cours des dernières années, le laboratoire de Christine Thisse a surmonté plusieurs obstacles, en créant d’abord des embryons de poisson-zèbre avant de passer à des mammifères plus complexes. Christine Thisse explique que la percée de son équipe présente le premier embryon de mammifère de cette complexité jamais conçu uniquement à partir de cellules souches, ajoutant :
Nous avons trouvé un moyen d’ordonner à des agrégats de cellules souches de lancer le développement embryonnaire. En réponse à cette instruction contrôlée, les agrégats se développent en entités de type embryonnaire dans un processus qui récapitule une à une les étapes embryonnaires. Ce qui est étonnant, c’est que nous pouvons obtenir la variété de tissus qui sont présents dans un embryon de souris authentique.
A partir de l’étude : l’expression du gène Nkx1-2 dans l’embryon de souris et schéma d’un embryon de souris. (Xu et Col./ Nature Commication)
Jusqu’à présent, la recherche n’a pas progressé au point de produire un embryon de souris entièrement mature. Dans cette étude, le développement embryonnaire s’est arrêté à un stade équivalent à la phase médiane de la gestation. Selon Bernard Thisse, bien que le développement de certaines régions du cerveau reste un obstacle à surmonter, ils sont confiants de pouvoir bientôt générer des « entités embryonnaires » complètes.
Selon les chercheurs :
Les embryons que nous produisons actuellement sont dépourvus des aires antérieures du cerveau. Cependant, avec les techniques que nous avons développées, nous devrions être en mesure, à un moment donné, de manipuler les signaux moléculaires qui contrôlent la formation des embryons, et cela devrait conduire à générer des entités de type embryonnaire contenant tous les tissus et organes, y compris le cerveau antérieur.
L’objectif principal de cette recherche est de cultiver des organes humains fonctionnels pour les transplantations. Les chercheurs suggèrent que cette nouvelle avancée permet de se rapprocher de cette réalité en démontrant qu’il est possible d’obtenir une organisation complexe des tissus grâce à un contrôle personnalisé de la croissance des cellules souches.
Parmi les autres résultats, citons de meilleurs moyens de modéliser les maladies à l’aide d’organoïdes détaillés cultivés en laboratoire.
Les chercheurs de conclure dans leur étude :
Ce modèle offre la possibilité de manipuler davantage les gradients, de modéliser des maladies, d’effectuer des analyses de médicaments et même de développer un équivalent humain.
L’étude publiée dans Nature Communications : Construction of a mammalian embryo model from stem cells organized by a morphogen signalling centre et présentée sur le site de l’Université de Virginie : In a Dish, a Mouse, Crafted From Stem Cells, Begins to Form.