Un embryon de souris a été cultivé dans un utérus artificiel - les humains pourraient être les prochains

Les photographies à elles seules racontent une histoire fantastique - un embryon de souris, avec des cellules cardiaques battantes, une tête et le début des membres, vivant et grandissant dans un bocal en verre.

Selon un groupe scientifique en Israël, qui a pris la photo, les chercheurs ont cultivé des souris dans un utérus artificiel pendant 11 ou 12 jours, soit environ la moitié de la période de gestation naturelle de l'animal.

C'est un record pour le développement d'un mammifère en dehors de l'utérus, et selon l'équipe de recherche, les embryons humains pourraient être les prochains, ce qui soulève d'énormes nouvelles questions éthiques.

Cela ouvre la voie à d'autres espèces, explique Jacob Hanna, biologiste du développement à l'Institut Weizmann des sciences, qui a dirigé l'équipe de recherche. J'espère que cela permettra aux scientifiques de cultiver des embryons humains jusqu'à la cinquième semaine.

Cultiver des embryons humains en laboratoire pendant aussi longtemps, au plus profond du premier trimestre, mettrait la science sur une trajectoire de collision avec le débat sur l'avortement. Hanna pense que les embryons cultivés en laboratoire pourraient être un substitut de recherche aux tissus dérivés d'avortements, et peut-être également une source de tissus pour les traitements médicaux.

Comment ils ont fait

L'équipe de Hanna a fait grandir les embryons de souris plus longtemps en ajoutant du sérum sanguin provenant de cordons ombilicaux humains, en les agitant dans des bocaux en verre et en pompant un mélange d'oxygène sous pression. Hanna compare le processus à mettre un patient covid-19 sur une machine de ventilation.

Cela force l'oxygène dans les cellules, dit-il. Ensuite, le patient est beaucoup plus heureux. Vous pouvez voir qu'il a un système sanguin et que tous les principaux systèmes d'organes fonctionnent.

Une vidéo réalisée par des chercheurs de l'Institut Weizmann des sciences montre des embryons de souris au cœur battant. Le laboratoire pousse jusqu'où les embryons peuvent être cultivés en laboratoire.

Les embryons de souris ne sont morts qu'après être devenus trop gros pour que l'oxygène se diffuse à travers eux, car ils n'ont pas l'apport sanguin naturel qu'un placenta pourrait fournir.

Le travail crée une fenêtre scientifique sur l'embryon précoce, qui est normalement caché à l'intérieur de l'utérus. Dans une parution aujourd'hui dans la revue Nature, l'équipe israélienne décrit une série d'expériences dans lesquelles ils ont ajouté des toxines, des colorants, des virus et des cellules humaines aux souris embryonnaires en développement, le tout pour étudier ce qui se passerait.

C'est un tour de force, très, très impressionnant, déclare Alfonso Martinez Arias, biologiste du développement et chercheur sur les cellules souches basé à l'Université Pompeu Fabra en Espagne, qui n'a pas participé à la recherche.

Suivant : les humains

Hanna dit que les scientifiques voudront également développer des embryons humains de cette façon. Il reconnaît que les images d'embryons humains cultivés en laboratoire avec une forme à peu près reconnaissable - la tête, la queue et les bourgeons des membres - pourraient être choquantes. L'équivalent humain des souris de Hanna âgées de 12 jours serait un embryon du premier trimestre.

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Alors que la technologie de manipulation de la vie embryonnaire s'accélère, les chercheurs veulent se débarrasser de leur plus gros panneau d'arrêt.

Je comprends les difficultés. Je comprend. Vous entrez dans le domaine des avortements, dit Hanna. Cependant, il dit qu'il peut rationaliser de telles expériences car les chercheurs étudient déjà des embryons humains de cinq jours provenant de cliniques de FIV, qui sont également détruits au cours de ce processus.

Je préconiserais donc de le cultiver jusqu'au jour 40, puis de l'éliminer, déclare Hanna. Au lieu d'obtenir des tissus d'avortements, prenons un blastocyste et cultivons-le.

La recherche fait partie d'une explosion de nouvelles techniques et idées pour étudier le développement précoce. Aujourd'hui, dans le même numéro de Nature, deux autres groupes de recherche font état d'un bond en avant dans la création d'embryons humains artificiels.

Ces équipes ont réussi à amadouer des cellules cutanées ordinaires et des cellules souches pour s'auto-assemblent en embryons humains précoces ressemblants qu'ils appellent blastoïdes, qu'ils ont cultivé pendant environ 10 jours dans le laboratoire. Plusieurs sortes de modèles artificiels d'embryons ont été décrites auparavant, mais celles décrites aujourd'hui sont parmi les plus complètes, car elles possèdent les cellules nécessaires à la formation d'un placenta. Cela signifie qu'ils sont sur le point d'être des embryons humains viables qui pourraient se développer davantage, même jusqu'à la naissance.

Les scientifiques disent qu'ils n'essaieraient jamais d'établir une grossesse avec des embryons artificiels, un acte qui serait aujourd'hui interdit dans la plupart des pays.

Au lieu de cela, dit Hanna, une prochaine étape évidente serait d'ajouter ces modèles d'embryons à son système de bocaux en rotation et de voir jusqu'où ils peuvent se développer. Il a fallu six ans de travail très intense pour amener ce système là où il est, dit Hanna. Nous avons l'objectif de le faire également avec des embryons synthétiques.

Premiers jours

Pour l'instant, la technologie de l'utérus artificiel reste complexe et coûteuse, explique Martinez Arias. Il ne croit pas que beaucoup d'autres laboratoires pourront l'utiliser, limitant son impact à court terme, et il n'est pas favorable à la culture d'embryons humains de cette façon : c'est cher et compliqué, il faudra donc voir à quel point c'est utile. .

La technologie mouse-in-a-jar a également besoin d'autres améliorations, dit Hanna. Il n'a pas été en mesure de faire grandir les souris à partir d'un œuf fécondé jusqu'au 12e jour. Au lieu de cela, il a collecté des embryons de souris enceintes âgés de 5 jours et les a déplacés dans le système d'incubateur, où ils ont vécu une autre semaine.

Le problème est qu'actuellement, les embryons de souris ne se développent correctement que s'ils peuvent être attachés à un véritable utérus de souris, au moins pendant une courte période. L'équipe d'Hanna travaille à l'adaptation de la procédure afin de pouvoir développer les souris entièrement in vitro.

Hanna dit qu'il n'est pas intéressé à amener des souris à terme dans le laboratoire. Son objectif est de surveiller et de manipuler le développement précoce. Je veux voir comment le programme se déroule, dit-il. J'ai de quoi étudier.

Banni?

Les études à long terme d'embryons humains vivants se développant en laboratoire sont actuellement interdites en vertu de la soi-disant règle des 14 jours, une directive (et une loi dans certains pays) selon laquelle il est interdit aux embryologistes de cultiver des embryons humains plus de deux semaines.

Cependant, une organisation scientifique clé, la Société internationale de recherche sur les cellules souches, ou ISSCR, a l'intention de recommander la levée de l'interdiction et permettant à certains embryons de se développer plus longtemps.

Hanna dit que cela signifie qu'il pourrait cultiver des embryons humains dans son incubateur - tant que les comités d'éthique israéliens approuvent, ce qu'il pense qu'ils feraient.

Une fois les lignes directrices mises à jour, je peux postuler et ce sera approuvé. C'est une expérience très importante, dit Hanna. Nous devons voir des embryons humains gastruler et former des organes et commencer à le perturber. L'avantage de faire pousser des embryons humains jusqu'à la troisième semaine, la quatrième semaine et la cinquième semaine est inestimable. Je pense que ces expériences devraient au moins être envisagées. Si nous pouvons arriver à un embryon humain avancé, nous pouvons apprendre tellement.

Un système de bouteilles rotatives développé en Israël peut maintenir les embryons de souris en vie en dehors de l'utérus. Les embryons sont exposés à de l'oxygène sous pression pendant plusieurs jours.

Hanna dit que pour rendre de telles expériences plus acceptables, les embryons humains pourraient être modifiés pour limiter leur potentiel de développement complet. Une possibilité serait d'installer des mutations génétiques dans un canal calcique afin d'empêcher le cœur de battre.

J'ai demandé à Hanna s'il avait demandé l'avis d'éthiciens ou de personnalités religieuses. Il a dit que non. Au lieu de cela, il attend l'avis de son ordre professionnel et l'autorisation éthique de son université.

L'ISSCR est mon rabbin, dit-il.

Il peut y avoir des applications pratiques inattendues de la culture d'embryons humains dans des bocaux. William Hurlbut, médecin et bioéthicien à l'Université de Stanford, dit que le système lui suggère un moyen d'obtenir des organes primitifs, comme des cellules du foie ou du pancréas, à partir d'embryons humains du premier trimestre, qui pourraient ensuite être cultivés et utilisés en médecine de transplantation. Hanna convient qu'il s'agit d'une direction potentielle pour la technologie.

La frontière scientifique se déplace des molécules et des éprouvettes aux organismes vivants, dit Hurlbut. Je ne pense pas que le prélèvement d'organes soit si exagéré. Il pourrait éventuellement y arriver. Mais c'est très difficile, car la frontière d'une personne n'est pas la frontière d'une autre personne.

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