Un « modèle embryonnaire » doté d’un sac vitellin, obtenu sans manipulation génétique

Des chercheurs de la faculté d’ingénierie de l’université du Michigan ont obtenu un « modèle embryonnaire » humain[1] doté d’un sac vitellin[2], « à partir d’une seule population de cellules souches de départ et sans manipulation génétique directe » (cf. Des « modèles embryonnaires » plus difficiles à distinguer : l’ISSCR actualise ses recommandations).

Des scientifiques de l’Académie chinoise des sciences ont fourni des données sur des embryons de singe afin de confirmer que l’équipe du Michigan observait bien une structure semblable à un sac vitellin dans ses modèles (cf. « Embryoïde-heX » : reproduire les premiers stades de la production de sang). Jusqu’ici, les laboratoires qui avaient produit des « structures semblables au sac vitellin » dans des « embryons de synthèse » avaient orienté les cellules dans cette voie par le biais de manipulations génétiques (cf. Après les embryoïdes, les « péri-gastruloïdes »). Ces travaux ont été publiés dans la revue Nature Cell Biology[3].

Reproduire la gastrulation

L’équipe de Jianping Fu, professeur de génie mécanique à l’Université du Michigan et co-auteur de l’étude, a tenté de recréer la gastrulation, phase au cours de laquelle les cellules de l’épiblaste de l’embryon commencent à s’organiser en une « structure corporelle de base » et donnent naissance aux ébauches des principaux organes (cf. Des chercheurs observent la gastrulation d’un « embryon de synthèse » humain).

« La première étape importante de notre approche consiste à établir le confinement géométrique initial des cellules souches, explique Shiyu Sun, doctorant en génie mécanique à l’Université du Michigan et premier auteur de l’étude. Cette configuration circulaire fournit des contraintes géométriques qui encouragent les cellules à interagir et à s’auto-organiser »

Pour déclencher la gastrulation, l’équipe a exposé les cellules à une molécule de signalisation appelée BMP-4, normalement produite par une couche de cellules qui entoure l’embryon au cours du développement humain normal. Elle était toutefois absente « à l’état initial de ce modèle ».

Sur la face supérieure, où se sont formés les précurseurs de l’extérieur du corps et du système nerveux, une cavité tapissée de cellules amniotiques est apparue — une « structure » ressemblant au début d’un sac amniotique. Du côté de l’intestin, une « structure » ressemblant à un sac vitellin est apparue. Environ 15 à 20% des cultures ont formé ces « structures ».

Un stade de développement équivalent à 16-21 jours après la fécondation

A mesure que ces cavités commençaient à se former, les cultures cellulaires en 3D se sont détachées de la plaque. Les cellules ont d’abord continué à se développer à la manière d’un embryon, mais ont ensuite commencé à diverger, « devenant plus désorganisées ». La similitude avec les embryons humains a atteint son apogée au huitième jour de la culture cellulaire, imitant le développement humain vers 16 à 21 jours après la fécondation.

Ce stade de développement dépassant la règle des 14 jours applicable à la culture d’embryons humains, l’équipe du Michigan s’est appuyée sur des collègues chinois, qui ont accès à des embryons de singe post-implantation (cf. Des embryons de singe cultivés 25 jours). Ils entendaient ainsi confirmer les résultats de leurs modèles et ont pu identifier un marqueur du développement du sac vitellin : l’activation du gène HNF4A, également associé au développement du foie, des reins et des intestins.

Bien qu’utiles pour illustrer certaines dynamiques du développement humain, ces « modèles » ne peuvent pas se développer davantage, veulent rassurer les scientifique (cf. « Modèles embryonnaires » : un groupe de chercheurs international propose un « cadre de référence pour la recherche »). Le « modèle » ne comporte pas de cellules trophoblastiques, qui forment le placenta.

L’équipe a déposé une demande de brevet avec l’aide de U-M Innovation Partnerships et recherche des partenaires pour commercialiser cette « technologie » (cf. Un échantillon de sang, un embryoïde et des « pièces de rechange » à disposition).

NDLR : Outre l’emploi de cellules souches embryonnaires humaines qui conduit à la destruction des embryons dont elles sont issues, les chercheurs ne semblent pas s’interroger sur la production de « modèles » qui reproduisent le développement embryonnaire au-delà de 14 jours (cf. Une « feuille de route » pour des recherches sur l’embryon humain jusqu’à 28 jours).

Source de la synthèse de presse : Phys.org, Kate McAlpine, University of Michigan (20/04/2026)

[1] Obtenu à partir de cellules souches, sans passer par une fécondation (cf. « Embryons de synthèse » humains : les annonces se multiplient)

[2] Une des annexes embryonnaires

[3] Shiyu Sun et al, A transgene-free, human peri-gastrulation embryo model presents trilaminar embryonic disc-, amnion- and yolk sac-like structures, Nature Cell Biology (2026). DOI: 10.1038/s41556-026-01930-y