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Ce qui se passe dans les premières semaines après l’implantation d’un embryon humain dans l’utérus est resté une boîte noire. Maintenant, les biologistes ont eu l’occasion d’étudier cette étape du développement en détail pour la première fois.

Les étapes du développement des embryons

La première semaine de développement peut être étudiée en cultivant des embryons surnuméraires issus de la FIV, tandis que les embryons de plus de 12 semaines sont souvent donnés à la recherche par des femmes ayant avorté. Mais les échantillons des stades intermédiaires sont extrêmement rares, car peu de femmes réalisent qu’elles sont enceintes et choisissent d’interrompre leur grossesse à un stade aussi précoce.

Les biologistes ont été particulièrement intéressés par l’étude d’un processus appelé gastrulation, qui commence deux semaines après la fécondation d’un ovule humain et une semaine après l’implantation. À ce stade, l’embryon consiste en une boule creuse composée d’une seule couche de cellules identiques. Il se plie ensuite pour former une structure multicouche et les cellules commencent à assumer des rôles spécialisés.

« C’est à ce stade que sont prises certaines des décisions-clés en matière de développement », explique Shankar Srinivas, de l’université d’Oxford. Selon lui, la compréhension de ce processus fondamental pourrait permettre de trouver de meilleurs moyens de transformer les cellules souches en cellules utiles pour le traitement des maladies et des blessures.

Étudier un embryon donné âgé de 16 à 19 jours 

L’équipe de Srinivas a maintenant étudié un embryon donné, âgé de 16 à 19 jours et en cours de gastrulation. La donneuse a dû se douter qu’elle était enceinte dès le retard de ses règles, faire un test et se rendre dans une clinique le jour même, explique Srinivas. Dans cette clinique, on lui aurait proposé un avortement médicamenteux.

La plupart des femmes choisissent de prendre les médicaments abortifs à domicile. Au Royaume-Uni, seules les femmes qui décident de rester dans une clinique se voient demander si elles souhaitent faire don de matériel pour la recherche.

Les chercheurs ont examiné quels gènes étaient actifs dans chaque cellule de l’embryon. Ils ont constaté que la gastrulation chez l’humain est globalement similaire à celle de la souris et du singe, mais avec quelques différences essentielles. Par exemple, certains des facteurs de croissance qui contrôlent le destin des cellules sont différents.

En outre, le système sanguin commençait déjà à se former dans l’embryon, plus tôt que prévu par les études sur les souris. Les chercheurs ont pu identifier et caractériser les cellules germinales primordiales – les cellules qui donneront plus tard naissance aux spermatozoïdes ou aux ovules.

Les cellules germinales primordiales humaines

« Cela nous donne un aperçu de ce à quoi ressemblent les cellules germinales primordiales humaines et de la façon dont nous pourrions les fabriquer à l’avenir », explique Richard Tyser, membre de l’équipe à Oxford.

Aucune cellule nerveuse ne s’était encore formée dans l’embryon. « Nous avons pu détecter les premiers progéniteurs des neurones, mais ces cellules donnent également naissance à la peau », explique Srinivas.

À l’heure actuelle, les directives et parfois les lois interdisent la culture d’embryons humains en laboratoire pendant plus de 14 jours. Certains chercheurs souhaiteraient que cette période soit prolongée, et la découverte de l’absence de neurones dans un embryon âgé de 16 à 19 jours alimentera ce débat, indique M. Srinivas.

Cette recherche a été publiée dans Nature.

Source : New Scientist
Crédit photo : iStock