Un utérus artificiel révèle les secrets du développement embryonnaire précoce – Nature Communications

C'est un travail de pionnier mené à l'Université de Nottingham qui révèle pour la première fois un processus essentiel dans le développement précoce de l'embryon chez le mammifère. L'équipe de chercheurs a créé un nouveau dispositif sous forme d'un bol polymère souple qui imite les tissus mous de l'utérus chez les mammifères, dans lequel l'embryon s'implante. Cette recherche publiée dans l'édition du 15 février de Nature Communications a permis aux chercheurs de cultiver des embryons de souris en dehors du corps de la mère, suffisamment longtemps pour observer en temps réel une étape cruciale entre les 4è et 8è jour du développement. Un travail financé par l'European Research Council.

Cette nouvelle méthode de culture a permis à l'équipe dirigée par le professeur d'ingénierie tissulaire, Kevin Shakesheff, d'observer des aspects critiques du développement embryonnaire qui n'avaient jamais été vus auparavant. Le Pr Shakesheff explique «Grâce à cette technique unique nous avons été en mesure d'apporter une vision inédite du comportement incroyable des cellules à ce stade crucial du développement de l'embryon. Nous espérons que notre travail révèlera d'autres secrets qui pourraient améliorer les traitements médicaux qui aident les tissus à se régénérer et optimiser la FIV ».

Dans le passé, il n'avait été possible que de cultiver un œuf fécondé pendant 4 jours c'est-à-dire d'une seule cellule à un blastocyste formé de 64 cellules comprenant des cellules souches qui vont permettre la formation du corps et cellules extra-embryonnaires qui forment le placenta et contrôlent le développement des cellules souches pendant que l'embryon se développe. Mais les scientifiques ignoraient jusque-là ce qui se passe au niveau cellulaire après 4 jours, quand, pour survivre, le blastocyste doit implanter dans l'utérus de la mère. Les scientifiques se basaient sur des clichés d'embryons sortis  de l'utérus à différents stades de développement.

Des cellules pionnières au 4^ème jour : Grâce à ce nouveau procédé de culture, des scientifiques de l'Université de Cambridge ont pu observer et enregistrer de nouveaux aspects du développement de l'embryon au bout de quatre jours. Plus important encore, ils ont pu voir en direct la première étape de la formation de la tête, impliquant des cellules pionnières en mouvement sur une longue distance pour une cellule, au sein de l'embryon. Ils ont pu observer des groupes de cellules extra-embryonnaires qui signalent où la tête de l'embryon doit se former. Pour suivre ces cellules dans des embryons de souris, ils ont utilisé un gène exprimé seulement dans la région de signalisation de cette «tête» marquée par une protéine fluorescente.

Une avancée pour la médecine régénérative : De cette façon, les chercheurs ont pu comprendre que ces cellules pionnières proviennent d'1 ou 2 cellules, au stade de blastocyste dont la descendance se regroupe dans une partie spécifique de l'embryon, avant de migrer vers collectivement au non endroit. Cette découverte s'inscrit dans un programme de recherche à Nottingham pour étudier comment le développement de l'embryon peut nous aider en médecine régénérative. Le Pr Shakesheff remarque : « Si nous parvenions à tirer parti de cette faculté du corps humain de se développer à partir d'une seule cellule, nous pourrions concevoir de nouveaux traitements médicaux qui guérissent des maladies actuellement incurables. Par exemple, certaines malformations cardiaques pourraient être inversées si l'on pouvait recréer le processus par lequel le muscle cardiaque se forme et se câble dans le système sanguin et nerveux »…

Source: Nature Communication doi:10.1038/ncomms1671Dynamics of anterior–posterior axis formation in the developing mouse embryo

Accéder aux dernières actualités en Médecine régénérative