Embryons : la sélection sous « haute résolution »

Publié le 10 Juil, 2023

Des chercheurs américains ont capturé « les images les plus détaillées à ce jour » d’embryons humains se développant « en temps réel ». Leur technique, qu’ils ont publiée dans la revue Cell [1], met en œuvre deux outils « courants » : des colorants fluorescents [2] et des microscopes à balayage laser.

« C’est la première fois que nous pouvons prendre des images d’un embryon humain au tout début de son développement avec une résolution cellulaire », affirme Nicolas Plachta, biologiste cellulaire à l’université de Pennsylvanie à Philadelphie et coauteur de l’article. « Nous pouvons voir des cellules individuelles, et la manière dont elles interagissent les unes avec les autres au fur et à mesure qu’elles forment l’embryon préimplantatoire ».

L’embryon matériau de laboratoire

Les embryons utilisés dans cette étude ont été donnés à la recherche par une clinique de fécondation in vitro. Constitués de 60 à 100 cellules, leurs tissus et organes ne sont pas « complètement formés ».

Après avoir injecté les colorants, les chercheurs ont observé « des dizaines d’embryons vivants pendant les 40 premières heures de leur développement » à l’aide de « puissants microscopes à balayage laser ». « Nous avons pu voir ces cellules se diviser et les chromosomes se séparer, et nous avons même pu saisir en temps réel les défauts de séparation des chromosomes », affirme Nicolas Plachta.

Les scientifiques ont par exemple regardé les cellules de la couche externe de l’embryon, appelée trophectoderme, perdre « une partie de leur ADN » au cours d’une étape de la réplication cellulaire appelée interphase.

Pour les chercheurs, « ces erreurs pourraient être liées à des anomalies chromosomiques telles que l’aneuploïdie [3] » (cf. Avoir des cellules aneuploïdes : un état fréquent chez l’embryon en phase précoce). « Le fait de savoir quand les aneuploïdies se produisent nous permet d’intervenir et d’essayer de corriger le problème », indique Zev Williams, spécialiste de la fertilité à l’université Columbia de New York (cf. Développement embryonnaire : un mécanisme d’autodestruction des cellules « défectueuses »).

Le développement humain différent de celui de la souris

Les scientifiques ont également observé « quelques différences importantes » entre le développement des embryons humains et celui des embryons de souris. Ainsi, le processus appelé compactage, qui implique des modifications de la forme des cellules, commence au stade de 12 cellules chez les embryons humains, alors qu’il commence au stade de 8 cellules chez les souris. En outre, le processus est également « plus asynchrone » chez les embryons humains.

Nicolas Plachta envisage de mettre en pratique sa technique en clinique, pour déterminer « quel embryon est susceptible d’avoir le meilleur potentiel » dans une procédure de fécondation in vitro (cf. Avons-nous tous été trisomiques ?).

Complément du 09/07/2024 : Des chercheurs ont développé un nouveau modèle d’imagerie 3D conçu pour identifier les caractéristiques des blastocystes – le premier stade de développement d’un embryon implanté – associées à des « grossesses réussies ». Leur méthode est applicable en clinique, assurent les scientifiques qui ont présenté leurs travaux lors de la 40e réunion annuelle de l’ESHRE à Amsterdam [4].

Dans le cadre de cette recherche, ils ont pris des « images détaillées de 2 141 blastocystes uniques congelés-décongelés » en utilisant un appareil appelé EmbryoScope+.

NDLR : Ces travaux visent à « améliorer » la sélection des embryons à implanter lors de fécondations in vitro, les considérant comme un matériau de laboratoire (cf. « Un embryon est un embryon quel que soit l’endroit où il se trouve »). Les embryons non retenus seront détruits ou donnés à la recherche.

 

[1] Domingo-Muelas, A. et al. Cell https://doi.org/10.1016/j.cell.2023.06.003 (2023)

[2] Les chercheurs ont utilisé SPY650-DNA, un colorant fluorescent qui « marque l’ADN génomique », et SPY555-actine, qui marque une protéine appelée actine F, qui « forme le squelette des cellules »

[3] Nombre anormal de chromosomes

[4] Huang, B. et al, The spatial conformational features of blastocysts can serve as a new basis for selection, Human Reproduction (2024). academic.oup.com/humrep/issue/39/Supplement_1

Sources : Nature, Miryam Naddaf (06/07/2023) ; Medical Xpress, European Society of Human Reproduction and Embryology (08/07/2024)

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