Des scientifiques israéliens ont annoncé avoir développé un embryon humain, sans utiliser de spermatozoïde ni d’ovule. Si cette avancée soulève d’importantes questions éthiques, elle peut permettre des progrès sur les problématiques liées aux fausses couches ou aux malformations congénitales.
Les étapes de l’évolution d’un embryon lors de son premier mois de développement sont très mal connues. L’embryon précoce est en effet difficile à étudier, autant pour des raisons éthiques que techniques. C’est pourtant au début de son développement que surviennent de nombreuses fausses couches et que se forment bon nombre de malformations congénitales.
Pour tenter de comprendre ces premières étapes encore trop méconnues, plusieurs équipes de chercheurs à travers le monde travaillent depuis plusieurs années à reproduire en laboratoire les premiers jours de développement de l’embryon. Au cœur de cette compétition, une équipe britannique avait par exemple réussi en 2017 à reproduire des embryons de souris à ses premiers stades de développement, à partir de cellules souches. Également en lice dans cette course à l’embryon, une équipe israélienne vient de reproduire un embryon humain atteignant 14 jours de développement, sans ovule (gamète femelle) ni spermatozoïde (gamète mâle). Leur étude est publiée dans la revue Nature.
Des embryons à partir de cellules souches
Si cette prouesse marque une réelle avancée pour l’étude du développement embryonnaire précoce, il est toutefois nécessaire de bien définir ce que l’équipe de chercheurs de l’Institut Weizmann des sciences a produit. En effet, l’équipe s’applique à préciser que les embryons qu’ils ont créés ne peuvent pas se développer en un fœtus viable. Il serait par exemple impossible de les implanter dans un utérus afin de générer une grossesse. Si ces embryons ne sont pas biologiquement « réels », ils sont cependant bel et bien produits à partir de cellules souches humaines cultivées en laboratoire qui sont, quant à elles, bien réelles. En somme, ce que l’équipe de scientifiques a produit est un modèle d’embryon humain, ou embryoïde.
La recette pour produire ces embryoïdes ? Pas d’ovule ni de spermatozoïde, mais des cellules souches dites « pluripotentes », qui sont capables de se différencier en plusieurs types de cellules. L’équipe les a reprogrammées afin qu’elles atteignent un état « naïf », dans lequel elles sont capables de se différencier en n’importe quel type de cellule. Cet état correspond au septième jour du développement de l’embryon humain naturel. Les scientifiques ont ensuite divisé ces cellules en trois groupes. Les deux premiers ont été traités chimiquement afin d’activer l’expression de certains gènes, pour permettre aux cellules de se différencier en l’un des trois types de tissus nécessaires au développement de l’embryon : le placenta (l’organe qui permet les échanges entre le fœtus et la mère), le sac vitellin (qui joue un rôle dans la production des premières cellules sanguines) et la membrane mésodermique extra-embryonnaire (qui se développe en sac chorionique pour former le sac amniotique, où est hébergé le fœtus). Le troisième groupe de cellules, destinées à devenir l’embryon, a été laissé tel quel.
“Les embryoïdes sont tellement réalistes qu’ils sécrètent même les hormones détectées par les tests de grossesse”
Ces trois groupes ont ensuite été agrégés en amas, à partir desquels les embryoïdes se sont développés pendant huit jours. À la fin de l’expérience, les cellules s’étaient multipliées, et communiquaient entre elles pour générer les caractéristiques normalement présentes dans un embryon humain à son 14e jour de développement. Leurs embryoïdes sont tellement réalistes qu’ils sécrètent même les hormones détectées par les tests de grossesse, selon un communiqué de l’Institut Weizmann des sciences.
Des modèles d’embryons, pour quoi faire ?
L’équipe de chercheurs indique que leur modèle représente un outil remarquable pour l’étude des premiers stades de développement de l’embryon humain. Les études sur les embryons sont d’ailleurs strictement encadrées pour d’évidentes raisons éthiques. D’où le seuil du 14e jour, limite légale pour la culture d’embryons humains en laboratoire fixée par l’ISSCR (la Société internationale pour la recherche sur les cellules souches). Cette limite ne s’applique cependant pas encore aux embryons synthétiques.
Les chercheurs espèrent que leurs embryoïdes permettront de mieux comprendre les processus qui mènent à des fausses couches, dont un bon nombre se produit pendant les premières semaines de développement de l’embryon. Ils pourront également être utilisés pour déceler des signaux chimiques ou physiques à l’origine de malformations congénitales, souvent découvertes bien après les premières semaines de développement de l’embryon. Les chercheurs espèrent même que leurs travaux puissent conduire à de nouvelles technologies pour la culture d’organes de transplantation, ou à des expérimentations qui ne seraient pas permises sur de réels embryons, par exemple sur l’effet de certains médicaments sur le développement fœtal.