A l’heure où les études sur les cellules souches se multiplient, les chercheurs s’interrogent encore sur le développement de l’embryon. Une équipe de chercheurs s’est penchée sur la question et a réussi à créer un embryon virtuel en 3D, dans une simulation, qui se développe comme s’il était dans le ventre d’une femme.
OBSERVER UN EMBRYON, UNE MISSION DIFFICILE
Le développement de l’embryon sur les premières semaines est encore un mystère pour les scientifiques. Depuis 2014, des chercheurs de l’université Rockefeller (Ali H. Brivanlou et Eric D. Siggia) travaillent sur la question des cellules souches. Mais un détail les ralentissait dans leurs recherches. Il se trouve que ces cellules sont en deux dimensions. Ils ne peuvent donc pas observer le développement d’un embryon qui est en trois dimensions.
LA 3D POUR FACILITER LA COMPRÉHENSION
Afin de mieux comprendre l’évolution de l’embryon, les chercheurs ont décidé de se tourner vers la 3D. Ils ont donc mis au point un modèle à partir de cellules souches qui reprend la forme d’un embryon de 14 jours mais aussi son « comportement ». Cela a pu être possible en combinant des éléments issus de bio-ingénierie, de physique et de biologie du développement. Grâce à cette collaboration, l’embryon virtuel parvient à recréer ce que l’on appelle la rupture de symétrie.
Ce phénomène est répandu dans le règne animal aux premiers stades du développement de l’embryon. Au début, il n’est qu’une sphère de cellules parfaitement symétriques. Puis au bout de 15 jours, la symétrie est cassée car l’embryon développe de nouvelles cellules qui deviendront des parties du corps. Cette rupture est aussi présente dans le développement humain. Elle intervient quand l’embryon se fixe à l’utérus.
Researchers in the #BrivanlouLab and #SiggiaLab have created a new 3D model of human embryonic tissue that promises to shed light on critical components of development—including processes that go awry during pregnancy complications. #RockefellerSciencehttps://t.co/YMetel6yXy
— Rockefeller University (@RockefellerUniv) 1 juillet 2019
UNE RUPTURE PROVOQUÉE PAR UN ÉLÉMENT CHIMIQUE ?
La reproduction de cette rupture est le détail que les chercheurs voulaient absolument recréer. En effet, la fixation à l’utérus est une complication de grossesse dont on ignore la cause. De plus, les chercheurs rappellent que cela intervient dans 50 à 75 % des cas. Pour voir si l’embryon virtuel réussissait cette étape, ils l’ont exposé à divers éléments chimiques libérés par le placenta au cours de la grossesse.
Il s’avère que l’un d’entre eux, le BMP4, a provoqué la rupture de symétrie, entraînant le développement des parties antérieures et supérieures du corps. Cette réussite est déterminante pour les chercheurs car elle aide à mieux comprendre l’embryon. Elle pourrait par la suite aider à combattre les fausses couches, l’infertilité…
