Des chercheurs de l'Université de Cambridge ont réussi à créer chez les souris, à partir non pas d'un mais de deux types de cellules-souches, un embryon très proche de l'embryon naturel dans son développement et son architecture. Jusque-là, les tentatives de création d'embryon à partir de cellules-souches, uniquement des cellules-souches embryonnaires, n'avaient pas convaincu. La raison avancée est que le développement embryonnaire précoce nécessite différents types de cellules, à la fois embryonnaires et extra-embryonnaires, pour que se mette en place une morphogenèse coordonnée et efficace.
La recherche est freinée par un manque d'embryons – actuellement, en France, seuls les embryons surnuméraires issus de l'aide médicale à la procréation sont autorisés. Or l'étude des premiers stades est essentielle pour comprendre le développement normal et pathologique, sachant que plus de deux grossesses sur trois s'arrêtent spontanément à ce stade.
L'équipe dirigée par Magdalena Zernicka-Goetz a combiné, dans une matrice extracellulaire en 3D, des cellules-souches embryonnaires, qui formeront le bastocyste (5e-7e jour après la fécondation) puis le futur organisme, et des cellules-souches trophoblastiques extra-embryonnaires, à partir desquelles sont formés la vésicule vitelline et le placenta. Cet embryon artificiel, qui est non viable faute d'un troisième type de cellules-souches, précisent les chercheurs, est capable de se développer au-delà du stade de l'implantation, ce qui permettrait aux chercheurs d'analyser les étapes clefs du développement embryonnaire 13 jours après la fécondation.
L'interaction entre les différents types de cellules-souches était connue pour être essentielle au développement précoce. "L'élément le plus frappant illustré par notre travail est qu'il s'agit d'un réel partenariat", explique le Professeur Zernicka-Goetz. "Les cellules embryonnaires et extra-embryonnaires se mettent à communiquer les unes avec les autres et s'organisent en une structure qui ressemble à un embryon". Sans ce partenariat, le développement en taille, en forme, en temps et en heure ne se déroule pas correctement. Ce "crosstalk" met en jeu différentes voies de signalisation, Noadl, Wnt et BMP.
En comparant cet embryon artificiel à un embryon naturel, l'équipe a constaté que le développement était comparable. Les cellules-souches s'organisent entre elles, avec les cellules-souches embryonnaires à une extrémité et les cellules-souches trophoblastiques à une autre. Une cavité se forme à l'intérieur de chaque cluster avant de se rejoindre, pour devenir au final la cavité pro-amniotique dans laquelle se développe l'embryon.
L'équipe espère pouvoir reproduire ces résultats sur des cellules-souches humaines. Comme l'explique le Professeur Zernicka-Goetz : « Nous sommes très confiants sur le fait que cela nous permettra d'étudier des événements clefs à ce stade critique du développement humain, sans avoir à travailler en fait sur des embryons. Connaître le développement normal nous permettra de comprendre pourquoi cela se passe mal si souvent. »
Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash
