Des chercheurs utilisent la lumière pour déclencher la gastrulation d’embryons humains
Deux semaines seulement après la fécondation, au stade appelé gastrulation, l’embryon se structure en trois feuillets cellulaires qui donneront naissance aux tissus et organes. En utilisant des « embryons de synthèse » fabriqués à partir de cellules souches embryonnaires humaines (CSEh), des chercheurs ont montré que cette étape du développement embryonnaire est guidée par « une interaction précise entre des signaux chimiques et des forces physiques » (cf. Un modèle 3D d’un embryon humain en cours de gastrulation ; Des chercheurs observent la gastrulation d’un « embryon de synthèse » humain).
Les scientifiques ont publié dans la revue Cell Stem Cell[1], un article présentant un « outil »[2] basé sur la lumière qui rend possible d’activer des « protéines clés » connues pour déclencher la gastrulation.
Lorsque l’équipe a utilisé la lumière pour déclencher l’une de ces protéines, la BMP4, elle a découvert que les signaux chimiques seuls ne suffisaient pas : la transformation ne commençait que lorsque les cellules se trouvaient également dans les « conditions mécaniques appropriées ». Des résultats qui révèlent une « interdépendance fondamentale entre la mécanique des tissus et la signalisation moléculaire ».
Un « embryon optogénétique télécommandé »
« Nous pouvons désormais générer une auto-organisation et différents types de cellules, simplement en les exposant à la lumière », explique Ali H. Brivanlou, directeur du Laboratoire d’embryologie synthétique de la Rockefeller University.
La gastrulation commence par une rupture de symétrie. Riccardo De Santis, directeur du Centre de ressources sur les cellules souches pluripotentes humaines à Rockefeller et co-auteur de cette étude, a mis au point un « embryon optogénétique télécommandé » qui « permet aux chercheurs d’étudier l’interaction entre les signaux biochimiques et les forces mécaniques dans le contexte du développement humain ». En modifiant génétiquement des cellules souches embryonnaires humaines pour qu’elles réagissent à la lumière, son « système » a permis aux chercheurs « d’activer des gènes du développement avec une précision extraordinaire ».
L’équipe prévoit désormais d’étudier l’existence possible d’un « organisateur mécanique ». Elle soupçonne en effet qu’en plus des signaux chimiques, l’embryon doit satisfaire des conditions physiques spécifiques pour franchir les étapes clés du développement. « L’existence d’un organisateur mécanique est un concept provocateur qui pourrait s’avérer révolutionnaire », estime Riccardo De Santis.
« Quand je regarde la gastrulation, j’ai l’impression de regarder un miroir qui reflète mon propre passé »
« Parfois, les scientifiques se perdent dans les outils, les puces et les lumières, et nous oublions que ce type de recherche est spécial », confesse Ali Brivanlou. « Quand je regarde la gastrulation, j’ai l’impression de regarder un miroir qui reflète mon propre passé. C’est plus que de la science. C’est l’occasion de voir d’où nous venons tous, cette étape magique du développement qui fait de nous ce que nous sommes. »
NDLR : Tout en semblant s’émerveiller devant le phénomène de gastrulation, le chercheur passe sous silence les problèmes éthiques soulevés par ses recherches.
En effet, les « embryons de synthèse » utilisés par les scientifiques ont été fabriqués à partir de cellules souches embryonnaires humaines, ce qui pose un double problème éthique. Prélever des CSEh conduit à la destruction des embryons dont elles sont issues (cf. Thérapie cellulaire contre le diabète : les CSEh sous les projecteurs, les iPS passées sous silence). En outre, l’utilisation d’« embryons de synthèse » pose un problème éthique en soi, contournant l’interdit de fabriquer des embryons pour la recherche (cf. Des « modèles embryonnaires » plus difficiles à distinguer : l’ISSCR actualise ses recommandations ; Embryoïdes : l’ABM propose une « troisième voie » pour « encadrer » les recherches)
Sources de la synthèse de presse : Phys.org, Rockefeller University (20/11/2025) ; News medical, Rockefeller University (22/11/2025
[1] Riccardo De Santis et al, Crosstalk between tissue mechanics and BMP4 signaling regulates symmetry breaking in human gastrula models, Cell Stem Cell (2025). DOI: 10.1016/j.stem.2025.09.006
[2] Ce que les chercheurs qualifient d’« outil » est en fait un « embryon de synthèse » (cf. Des « embryons de synthèse » humains fabriqués à partir de CSEh ; « Embryons de synthèse » humains : les annonces se multiplient)
