Des scientifiques ont cultivé des embryons de singe en laboratoire suffisamment longtemps pour observer le début de la formation des organes et le développement du système nerveux, « des étapes difficiles à observer chez les embryons qui se développent dans l’utérus ». Les embryons ont atteint l’âge de 25 jours, ce qui en fait probablement les embryons de primates cultivés le plus longtemps en dehors de l’utérus. Ces travaux, qualifiés de « très impressionnants » par Magdalena Zernicka-Goetz, biologiste du développement, qui n’y a pas participé (cf. Des « embryons de synthèse » de souris développés dans un utérus artificiel), ont été publiés dans la revue Cell par deux équipes indépendantes le 11 mai [1] [2].
Le début de la formation des organes
Dans une précédente recherche, les scientifiques avaient cultivé des embryons de singe pendant 20 jours dans une boîte de Petri. Pour pousser leur développement, les embryons fabriqués in vitro et âgés d’une semaine ont ici été insérés dans de petits flacons de milieu de culture, « ce qui a permis aux embryons de se développer en trois dimensions, comme ils le feraient dans l’utérus ».
Environ deux semaines après la fécondation, plus de la moitié des embryons présentaient un bouton embryonnaire qui a fini par former les trois feuillets : l’endoderme, le mésoderme et l’ectoderme. En outre, les embryons cultivés en laboratoire présentaient « des caractéristiques génétiques similaires à celles observées chez les embryons naturels de singe à la même période ».
Au 20e jour, les embryons avaient développé une plaque neurale, l’une des premières caractéristiques du système nerveux. « Comme chez les embryons naturels, cette plaque s’est épaissie et s’est pliée en un tube qui constitue la base du cerveau et de la colonne vertébrale », expliquent les chercheurs.
Des « signes » de cellules sanguines
Dans la seconde étude, les chercheurs de l’université des sciences et technologies de Kunming, dans le Yunnan, en Chine, ont également produit des blastocystes à partir d’ovules et de spermatozoïdes de singe. Mais ils ont utilisé deux types de culture cellulaire « pour fournir aux embryons un support mécanique plus solide », et ont ajouté du glucose pour leur apporter de l’énergie pendant leur croissance.
Comme dans la première étude, menée par l’Académie chinoise des sciences à Pékin, la plupart des cellules des embryons de singe cultivés étaient du même type que celles que l’on observe généralement dans les « embryons naturels » 18 à 25 jours après la fécondation. En examinant les cellules mésodermiques des embryons, les chercheurs ont constaté que certaines s’étaient différenciées en cellules musculaires cardiaques, et que d’autres étaient devenues des cellules de la paroi des vaisseaux sanguins et lymphatiques. L’équipe a également identifié des cellules se développant en tissu conjonctif et d’autres formant la base du système digestif.
Les chercheurs ont par ailleurs trouvé « des signes indiquant que les cellules sanguines et leurs composants commençaient à prendre forme dans le sac vitellin », qui fournit des nutriments aux embryons. Ces cellules sanguines « sont presque impossibles à obtenir au cours du développement embryonnaire humain », indique Tao Tan, auteur de l’étude.
Pour Naomi Moris, biologiste du développement à l’université de Cambridge au Royaume-Uni, « ces études constituent une étape importante dans la mise au point de méthodes permettant de maintenir les embryons hors de l’utérus plus longtemps qu’il n’était possible de le faire jusqu’à présent ». Mais « il est certain que des améliorations sont encore possibles » estime-t-elle, jugeant ces embryons « encore un peu différents de ce que nous attendons à ce stade ».
[1] Zhai, J. et al. Neurulation of the cynomolgus monkey embryo achieved from 3D blastocyst culture, Cell 186, 2078–2091 (2023), DOI: https://doi.org/10.1016/j.cell.2023.04.019
[2] Gong, Y. et al. Ex utero monkey embryogenesis from blastocyst to early organogenesis, Cell 186, 2092–2110 (2023) DOI:https://doi.org/10.1016/j.cell.2023.04.020
Source : Nature, Gemma Conroy (11/05/2023)
