Deux mois après les publications des équipes des universités de Yale aux États-Unis et de Cambridge au Royaume-Uni, présentant leurs modèles embryonnaires, c’est au tour de Jacob Hanna à l’Institut de sciences Weizmann en Israël de présenter son modèle. Et malgré son petit retard à être publié (le 6 septembre 2023 dans la revue Nature), son équipe prend la première place de la course, avec un modèle embryonnaire beaucoup plus proche du réel que celui de ces compétiteurs.
Des cellules souches qui s’organisent de façon autonome pour recréer l’embryon humain
Pour ce faire, ils ont utilisé des cellules souches dites “naïves”, qui correspondent aux cellules souches embryonnaires au jour 7 après la rencontre entre l’ovule et un spermatozoïde. Ces cellules ont été ensuite divisées en trois groupes : celles destinées à devenir l’embryon sont restées telles quelles, alors que les deux autres groupes ont été traités afin d’activer certains gènes et ainsi induire la différenciation de ces cellules vers l’un des trois types de tissus nécessaires pour soutenir l’embryon (le placenta, le sac vitellin ou la membrane mésodermique extra-embryonnaire qui crée le sac chorionique). Puis une centaine de ces cellules ont été agrégées ensemble dans une structure tridimensionnelle, à partir de laquelle l’embryoïde s’est développé durant 8 jours. Toutes ces cellules (2.500 au total à la fin de l’expérience) communiquant ensemble pour reproduire toutes les structures embryonnaires présentes dans un embryon humain au 14e jour du développement embryonnaire.
“Un embryon est auto-dirigé par définition ; nous n’avons pas besoin de lui dire quoi faire — nous devons simplement libérer son potentiel interne encodé, explique Jacob Hanna dans un communiqué. Il est essentiel de mélanger les bons types de cellules au début, qui ne peuvent provenir que de cellules souches naïves n’ayant aucune restriction développementale. Une fois que vous faites cela, le modèle semblable à un embryon dit de lui-même : ‘Allez !’”Cette étape du jour 14 est symbolique, car il s’agit de la limite légale pour la culture d’embryons humains en laboratoire. Uni limite qui ne s’applique pas (au moins pour le moment) pour les embryons synthétiques, qui pourront donc dépasser cette étape et permettre d’explorer le développement de l’embryon au-delà de ces deux premières semaines.
Un modèle qui permettra d’étudier en profondeur les premières semaines du développement embryonnaire
Pour le chercheur israélien, ce simili-embryon représente un excellent outil pour étudier les premières étapes du développement de l’embryon, essentielles mais qu’on connaît extrêmement mal. “Le premier mois du développement demeure en grande partie une boîte noire. Notre modèle offre une manière éthique et accessible de jeter un coup d’œil dans cette boîte, affirme-t-il. De nombreuses fausses couches surviennent au cours des premières semaines, souvent avant même que la femme ne sache qu’elle est enceinte. C’est aussi à ce moment que de nombreuses malformations congénitales se produisent, même si elles ont tendance à être découvertes beaucoup plus tard. Nos modèles complets peuvent être utilisés pour révéler les signaux biochimiques et mécaniques qui garantissent un bon développement à ce stade précoce, ainsi que les façons dont ce développement peut mal tourner.”
