Des cellules-souches s'organisent seules en pseudo-embryons

Des chercheurs lémaniques et britanniques ont développé des pseudo-embryons artificiels de ...
Des cellules-souches s'organisent seules en pseudo-embryons

Des cellules-souches s'organisent seules en pseudo-embryons

Photo: Mehmet Girgin/EPFL

Des chercheurs lémaniques et britanniques ont développé des pseudo-embryons artificiels de souris, capables de former les trois axes majeurs de l’organisme. Un outil inédit appelé à remplacer les embryons de mammifères dans de nombreuses expériences de laboratoire.

L’étude des processus orchestrant la formation des embryons de mammifères est entravée par la difficulté à les obtenir. L’équipe d’Alfonso Martinez Arias, professeur au Département de génétique de l’Université de Cambridge (GB), a découvert récemment que, dans certaines conditions, des cellules souches embryonnaires de souris peuvent se rassembler en agrégats tridimensionnels qui s’allongent en cours de culture.

Baptisées 'gastruloïdes', ces entités possèdent différentes caractéristiques des stades précoces du développement embryonnaire. Formées à partir de quelque 300 cellules-souches embryonnaires seulement, elles ont un développement comparable à celui de la partie postérieure d’embryons âgés de 6 à 10 jours.

'Afin de déterminer si les gastruloïdes s’organisent en de véritables structures embryonnaires, nous avons caractérisé leurs programmes d’activation génétique à différents stades de développement', explique Denis Duboule, professeur au Département de génétique et évolution de l’Université de Genève (UNIGE) et à l’Institut suisse de recherche expérimentale sur le cancer de l’Ecole polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL).

Gènes caractéristiques

Pour ces travaux publiés mercredi dans la revue britannique Nature, les chercheurs ont identifié et quantifié l’ARN (acide ribonucléique) issu de la transcription du génome, et comparé les gènes exprimés avec ceux d’embryons de souris aux mêmes stades de développement.

'Les gastruloïdes forment des structures similaires à la partie postérieure de l’embryon, dont le programme de développement est très différent de celui de la portion antérieure', explique Leonardo Beccari, chercheur au sein du groupe genevois et co-premier auteur de l’étude, cité dans un communiqué commun des trois institutions participantes.

Ces pseudo-embryons expriment des gènes caractéristiques des divers types de cellules progénitrices nécessaires à la constitution des futurs tissus. 'La complexité des profils d’expression des gènes augmente au cours du temps, avec l’apparition de marqueurs de différentes lignées de cellulaires embryonnaires', note Naomi Moris, chercheuse du groupe de Cambridge et co-première auteure de l’article.

Les gènes architectes s’activent

Les chercheurs ont observé une organisation spatiale très précise et semblable à celle de l’embryon qui se traduit par la formation des trois axes principaux: antéro-postérieur, dorso-ventral et medio-latéral.

Les biologistes ont illustré cette étonnante propriété en suivant l’expression des gènes architectes Hox, qui sont activés dans un ordre séquentiel au fur et à mesure de la croissance des régions dont ils orchestrent le développement.

'La mise en oeuvre du réseau de gènes Hox au cours du temps, similaire à celle de la partie postérieure de l’embryon, confirme le niveau d’auto-organisation remarquablement élevé des gastruloïdes', détaille Mehmet Girgin, généticien à l’EPFL et co-premier auteur de l’étude.

Ces pseudo-embryons artificiels possèdent ainsi un potentiel remarquable pour l’étude des stades précoces du développement embryonnaire et de ses anomalies, selon les auteurs. Ils peuvent aussi offrir dans certains cas une méthode alternative à l’expérimentation animale.

/ATS
 

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