Les embryons créés en laboratoire reflètent un embryon de souris naturel jusqu'à 8 ½ jours après la fécondation, contenant les mêmes structures, dont une ressemblant à un cœur qui bat.
Des scientifiques ont créé des embryons de souris "synthétiques" à partir de cellules souches sans le sperme du père, ni l'ovule ou l'utérus de la mère.
Les embryons créés en laboratoire sont le reflet d'un embryon de souris naturel jusqu'à 8 ½ jours après la fécondation et contiennent les mêmes structures, y compris une structure semblable à un cœur qui bat.
À court terme, les chercheurs espèrent utiliser ces embryons pour mieux comprendre les premiers stades du développement et étudier les mécanismes des maladies sans avoir besoin d'autant d'animaux de laboratoire. Cet exploit pourrait également jeter les bases de la création d'embryons humains synthétiques pour la recherche à l'avenir.
"Nous sommes sans aucun doute confrontés à une nouvelle révolution technologique, encore très inefficace... mais au potentiel énorme", a déclaré Lluís Montoliu, professeur de recherche au Centre national de biotechnologie en Espagne, qui ne fait pas partie de la recherche. "Cela rappelle des avancées scientifiques aussi spectaculaires que la naissance de la brebis Dolly", entre autres.
Une étude publiée jeudi dans la revue Nature, réalisée par Magdalena Zernicka-Goetz de l'Institut de technologie de Californie et ses collègues, est la dernière à décrire les embryons de souris synthétiques. Une étude similaire, réalisée par Jacob Hanna de l'Institut Weizmann des sciences en Israël et ses collègues, a été publiée au début du mois dans la revue Cell. Hanna était également coauteur de l'article de Nature.
Selon Mme Zernicka-Goetz, spécialiste de la biologie des cellules souches, l'étude des premiers stades du développement permet de mieux comprendre pourquoi la majorité des grossesses humaines sont perdues à un stade précoce et pourquoi les embryons créés pour la fécondation in vitro ne s'implantent pas et ne se développent pas dans 70 % des cas. L'étude du développement naturel est difficile pour de nombreuses raisons, a-t-elle ajouté, notamment parce que très peu d'embryons humains sont donnés pour la recherche et que les scientifiques sont confrontés à des contraintes éthiques.
La construction d'embryons modèles est une autre façon d'étudier ces questions.
Pour créer les embryons synthétiques, ou "embryoïdes", décrits dans l'article de Nature, les scientifiques ont combiné des cellules souches embryonnaires et deux autres types de cellules souches, toutes provenant de souris. Ils l'ont fait en laboratoire, en utilisant un type particulier de plat qui permettait aux trois types de cellules de se rencontrer. Si les embryons créés n'étaient pas tous parfaits, a déclaré Mme Zernicka-Goetz, les meilleurs étaient "indiscernables" des embryons naturels de souris. Outre la structure semblable au cœur, ils développent également des structures semblables à la tête.
"C'est vraiment le premier modèle qui permet d'étudier le développement du cerveau dans le contexte du développement complet de l'embryon de souris", a-t-elle déclaré.
Les racines de ce travail remontent à plusieurs décennies, et Zernicka-Goetz et Hanna ont toutes deux déclaré que leurs groupes travaillaient sur cette ligne de recherche depuis de nombreuses années. Mme Zernicka-Goetz a déclaré que son groupe avait soumis son étude à la revue Nature en novembre.
Les scientifiques ont déclaré que les prochaines étapes consisteront à essayer de convaincre les embryons synthétiques de souris de se développer au-delà de 8 ½ jours - avec l'objectif final de les amener à terme, soit 20 jours pour une souris.
À ce stade, ils "luttent pour dépasser" le cap des 8 jours et demi, a déclaré Gianluca Amadei, coauteur de l'article paru dans Nature et basé à l'université de Cambridge. "Nous pensons que nous serons en mesure de leur faire franchir la bosse, pour ainsi dire, afin qu'ils puissent continuer à se développer."
Les scientifiques s'attendent à ce qu'après environ 11 jours de développement, l'embryon échoue sans placenta, mais ils espèrent que les chercheurs pourront un jour trouver également un moyen de créer un placenta synthétique. Pour l'instant, ils ne savent pas s'ils pourront mener les embryons synthétiques à terme sans l'utérus d'une souris.
Les chercheurs ont déclaré qu'ils n'envisageaient pas de créer des versions humaines de ces embryons synthétiques dans un avenir proche, mais qu'ils y parviendraient avec le temps. Hanna l'a appelé "la prochaine chose évidente".
D'autres scientifiques ont déjà utilisé des cellules souches humaines pour créer un "blastoïde", une structure imitant un pré-embryon, qui peut servir d'alternative de recherche à un vrai embryon.
De tels travaux sont soumis à des préoccupations éthiques. Pendant des décennies, les chercheurs ont été guidés par la "règle des 14 jours" concernant la culture d'embryons en laboratoire. L'année dernière, la Société internationale pour la recherche sur les cellules souches a recommandé d'assouplir cette règle dans des circonstances limitées.
Les scientifiques soulignent que faire naître un bébé à partir d'un embryon humain synthétique n'est ni possible ni envisagé.
"La perspective de ce rapport est importante car, sans elle, le fait qu'un embryon de mammifère ait été construit in vitro peut conduire à penser que la même chose pourra bientôt être faite avec des humains", a déclaré le biologiste du développement Alfonso Martinez Arias de l'Universitat Pompeu Fabra en Espagne, dont le groupe a développé des modèles alternatifs de développement animal basés sur les cellules souches.
"À l'avenir, des expériences similaires seront réalisées avec des cellules humaines et cela, à un moment donné, donnera des résultats similaires", a-t-il ajouté. "Cela devrait inciter à considérer l'éthique et l'impact sociétal de ces expériences avant qu'elles ne se produisent."