Un modèle humain d'embryon développé à partir de cellules souches

Selon les équipes de l'Université de Cambridge (Grande-Bretagne) et de l'Institut Hubrecht (Pays Bas), dont les travaux sont parus dans la revue scientifique Nature, ce modèle de pseudo-embryon permet d'observer des processus inédits sous-jacents à la formation du corps humain, jamais directement observés auparavant.

Ce système est "une première étape vers la modélisation de l'émergence du plan du corps humain et pourrait s'avérer utile pour étudier ce qui se passe lorsque les choses tournent mal, comme dans les malformations congénitales", estime le Dr Naomi Moris (Département de génétique de l'Université de Cambridge) co-auteure de l'étude.

Le modèle développé par les chercheurs ressemble partiellement à un embryon âgé de 18 à 21 jours.

Un pseudo-embryon en 3 dimensions

Le "plan" du corps humain, ou schéma directeur de construction de l'organisme, découle d'un processus appelé gastrulation, durant lequel se forme une structure de trois couches distinctes de cellules qui constitueront ultérieurement les différents tissus du corps.

La période de la gastrulation est considérée comme la "boîte noire" du développement humain car des restrictions légales empêchent de développer des embryons en laboratoire au-delà de 14 jours.

Or, de nombreuses anomalies congénitales se produisent au cours de cette période du développement embryonnaire, à cause de l'alcool, des médicaments, des produits chimiques et des infections. Son étude pourrait également aider à comprendre des problèmes médicaux comme l'infertilité, les fausses couches et les troubles génétiques, ajoutent les chercheurs.

"Notre modèle produit une partie du plan d'un humain", commente Alfonso Martinez-Arias, du Département de génétique de Cambridge, responsable de l'étude. "C'est passionnant de voir les processus de développement qui jusqu'à présent, ont été cachés à la vue - et à l'étude."

Une "fenêtre fantastique" sur la formation et le développement du corps humain

Pour créer et développer ce modèle, l'équipe a collecté des agrégats serrés de cellules humaines cultivées en laboratoire et les a soumis à des produits chimiques pour activer certains gènes.

C'est la première fois que des cellules souches humaines sont utilisées pour créer un modèle tridimensionnel d'embryon humain, après ceux réalisés avec des cellules souches de souris et de poissons zèbres.

Ces ébauches embryonnaires, les gastruloïdes, ne peuvent pas devenir de vrais embryons entièrement formés car ils n'ont pas de cellules cérébrales, ni les tissus nécessaires à leur implantation dans l'utérus, soulignent les chercheurs. Cependant, ils ont observé à 72 heures de développement des signes évidents des événements conduisant à la formation de muscles, d'os et de cartilage.

L'étude ouvre une "fenêtre fantastique" sur la formation précoce du corps humain, relève le professeur de biologie du développement au King's College de Londres, Jeremy Green, qui n'y a pas participé.