Début août, l’équipe du Professeur Jacob Hanna[1] publiait dans Cell des travaux remarqués : les chercheurs y décrivent l’obtention d’ « embryons de synthèse » [2] de souris, développés dans une sorte d’ « utérus artificiel » lui-même mis au point quelque temps auparavant (cf. Des embryons de souris survivent quelques jours dans un « utérus artificiel »). Aussi nommés « embryoïdes », ou « embryons synthétiques », ils y ont été développés jusqu’à 8 jours et demi[3]. Ils sont obtenus à partir de cellules souches embryonnaires et extra-embryonnaires de souris, sans passer par la fécondation de gamètes.
Fin août, une nouvelle publication, cette fois ci dans la revue Nature, faisait écho à ces travaux. Cette fois ci dirigée par Magdalena Zernicka Goetz de l’université de Cambridge, l’équipe a utilisé l’ « utérus artificiel » mis au point par l’équipe israélienne et est parvenu au même stade de développement des embryons synthétiques de souris : 8 jours et demi. A ce stade, des organes majeurs de la souris sont développés : un cœur qui bat, un tube intestinal, des plis neuraux.
Toutefois, dans les deux cas, le taux de réussite est très faible[4], et au-delà de 8 jours et demi, les embryoïdes présentent de nombreuses malformations. Mais les chercheurs envisagent déjà d’aller au-delà, en ayant recours à un « placenta synthétique ». Ils cherchent également à obtenir ces embryoïdes non plus à partir de cellules souches embryonnaires mais de cellules adultes, via la reprogrammation (cf. Embryoïdes, blastoïdes, MEUS : des embryons créés pour la recherche).
Vers la fabrication d’embryons humains pour la recherche ?
La nouveauté dans ces travaux réside dans la méthode d’obtention et la durée de culture des embryons. Transposable sur les humains[5], les embryons ainsi créés pourraient être maintenus en « gestation » 30 à 50 jours, estiment les chercheurs.
Divers objectifs à ces recherches : principalement, pour l’équipe israélienne, il s’agit de « créer des ‘embryons progéniteurs’ sur lesquels on puisse prélever des cellules ou des organes à greffer ». Passer par ces embryoïdes formés à partir des cellules d’un patient résoudrait le problème de compatibilité donneur / receveur des greffes d’organes. Dans ce but, le professeur Jacob Hanna a créé l’entreprise Renewal Bio. Il considère « l’embryon comme la meilleure imprimante bio 3D ».
D’autres objectifs sont invoqués, parmi lesquels, comprendre le développement embryonnaire, réduire le recours aux animaux, aux cellules issues de fœtus avortés ou aux embryons surnuméraires.
Quoi qu’il en soit, « les deux équipes rivales ont d’ores et déjà entrepris de faire breveter “les applications en lien avec leurs découvertes” ».
Les chercheurs estiment enfin que la recherche sur les embryoïdes remplacerait à terme la recherche sur les organoïdes, mais pour l’heure le taux d’échecs est trop important et les procédures trop lourdes pour envisager ne serait-ce que de remplacer les banques de cellules souches par exemple.
Complément du 9/09/2022 : Deux chercheurs des deux équipes citées ci dessus ont publié le 8 septembre une nouvelle étude dans la revue Cell stem cell ; ils y font état cette fois ci de l’obtention d'”embryoïdes” de souris à partir de cellules souches embryonnaires uniquement. Ils sont parvenus au même stade de développement. Source : Science daily (8/09/2022)
(Kasey Y.C. Lau, Hernan Rubinstein, Carlos W. Gantner, Ron Hadas, Gianluca Amadei, Yonatan Stelzer, Magdalena Zernicka-Goetz. Mouse embryo model derived exclusively from embryonic stem cells undergoes neurulation and heart development. Cell Stem Cell, 2022; DOI: 10.1016/j.stem.2022.08.013)
Complément du 11/10/2022 : L’équipe dirigée par Magdalena Zernicka Goetz a publié une nouvelle recherche le 13 septembre dans la revue Nature cell biology. Dans cette nouvelle étude, les chercheurs ont utilisé trois types différents de cellules souches pour faire grandir un embryon de souris qui a atteint la « maturité nécessaire » pour avoir un cœur qui bat et les « prémices d’un cerveau ».
Les chercheurs ont ensuite répété la procédure en ajoutant des cellules génétiquement modifiées « pour voir comment cela influençait la maturation de l’embryon ». Ils ont constaté qu’ils pouvaient reproduire certains des problèmes de développement du cerveau qui ont été observés chez les embryons humains. Des travaux qui, selon les chercheurs, pourraient également contribuer à expliquer ce qui se passe lors des fausses couches. Source : Phys.org (07/10/2022)
(Min Bao et al, Stem cell-derived synthetic embryos self-assemble by exploiting cadherin codes and cortical tension, Nature Cell Biology (2022). DOI: 10.1038/s41556-022-00984-y)
[1] Institut Weizmann des Sciences, Rehovot, Israël
[2] « synthetic embryos » selon le terme employé dans l’étude publiée par Cell ; « savoir si ces structures synthétiques doivent ou non être considérées comme des embryons fait débat ».
[3] La gestation de la souris dure 20 jours
[4] « Seules 0,5 % des entités ainsi recréées se développent »
[5] Le professeur Hanna a déjà commencé « à cultiver ses propres cellules et celles de neuf de ses collègues ». D’autres équipes y travaillent et sont allées jusqu’à la formation de blastoïdes, embryons humains au stade de 4 à 7 jours après fécondation (Nicolas Rivron, Institut de biotechnologie moléculaire de Vienne).
Sources : Le Monde, Clothilde Mraffko et Hervé Morin (6/09/2022) ; Trust my science, Fleur Brosseau (26/08/2022) ; MIT technology Review, Antonio Regalado (4/08/2022)
