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Des chercheurs obtiennent des embryons de primates pour commencer à développer des organes dans des plats fermiers – Ars Technica

Des chercheurs obtiennent des embryons de primates pour commencer à développer des organes dans des plats fermiers – Ars Technica
Image d'un champ de cellules avec un petit groupe de cellules supplémentaires à l'intérieur.
Agrandir / Image générée par ordinateur d’un stade précoce du développement embryonnaire, avant le début de la formation des organes.

Les scientifiques ont établi un nouveau record pour la croissance d’embryons de primates en dehors de l’utérus, comme indiqué dans le numéro de mai de la revue Cell. Pour la première fois, des embryons de singe ont été cultivés in vitro 25 jours après la fécondation, atteignant des étapes clés du développement non observées auparavant en culture, y compris le début du développement des organes. Être capable de suivre ces processus en laboratoire peut être une étape importante vers la compréhension des malformations congénitales et du développement des organes chez l’homme.

Comprendre le développement

Les premiers stades du développement d’un animal, souvent appelés développement embryonnaire, impliquent la transition d’une masse de cellules apparemment banale à un organisme complexe et fragmenté. À la fin de l’embryogenèse, les cellules commencent à se spécialiser et les systèmes d’organes commencent à se former. Chez les mammifères, ce processus se produit généralement dans le confort et l’intimité de l’utérus, ce qui le rend difficile à observer, même avec l’avènement de l’imagerie avancée. Il est difficile d’expérimenter les facteurs qui peuvent affecter le développement.

Tout cela a conduit les biologistes de l’évolution à rechercher des moyens de faire en sorte que ce processus se produise dans une boîte de culture, en contournant ces limitations. L’étude du développement embryonnaire humain est limitée par des considérations éthiques et juridiques. Bien que des directives spécifiques puissent varier d’un pays à l’autre, le résultat est une interdiction presque universelle des embryons humains conservés en laboratoire après 14 jours – avant la formation du progéniteur du système nerveux. Ce détail revêt une importance médicale particulière, car des irrégularités au cours de la formation du système nerveux peuvent entraîner une série de conditions affectant la colonne vertébrale, la moelle épinière et le cerveau, y compris le spina bifida.

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La majeure partie de notre compréhension de ce processus provient d’études sur des embryons de souris et de poulet.

Mais même une souris est plus qu’un saut, un saut et un saut loin des humains sur l’Arbre de Vie; Bien que nous soyons remarquablement similaires à certains égards, il existe des différences notables dans le moment du développement, l’activité génétique et même l’arrangement physique du fœtus est différent.

Cinq jours de plus

Deux groupes indépendants de chercheurs, publiant des articles consécutifs, ont tenté de combler cette lacune en développant un système majeur pour l’étude du développement embryonnaire. Utilisation d’embryons fécondés de macaques (garniture de macaca), Les deux groupes ont pu cultiver des embryons de primates pendant 25 jours après la fécondation. Cela dépasse le précédent record de 20 jours, permettant aux chercheurs de visualiser des stades plus avancés du développement des organes.

Chaque groupe a développé un style distinct, mais les deux ont pu obtenir des embryons très similaires les uns aux autres. dans le ventre homologues jamais. L’une des clés pour y parvenir était de favoriser le développement tridimensionnel du fœtus. Les efforts précédents reposaient sur des conditions de culture 2D, qui étaient en proie à une croissance excessive des tissus et à un éventuel effondrement de l’embryon au jour 20. Pour y remédier, l’équipe dirigée par Hongmei Wang a optimisé les conditions de culture en suspension liquide, tandis que le groupe de Tao Tan a utilisé des supports mécaniques. . Les deux approches semblent faciliter une bonne croissance 3D.

Le taux de survie des fœtus au jour 25 variait d’environ 20 à 40 %, selon l’étude et les mesures utilisées. Ce n’est peut-être pas exactement un succès efficace et à haut rendement, mais c’est une énorme amélioration par rapport aux technologies précédentes. Fait important, les embryons qui ont survécu jusqu’à 25 jours présentaient de nombreuses caractéristiques de dans le ventre Embryon, comme les trois couches de tissu embryonnaire responsables de la création de l’embryon (l’endoderme ou la muqueuse de l’intestin, l’ectoderme qui forme la peau et les nerfs, et le mésoderme, qui est tout le reste). Les chercheurs ont également documenté des preuves d’une organogenèse plus poussée et de la formation du tube neural, qui forme ensuite le cerveau et la moelle épinière.

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Tout cela constitue une étape très prometteuse vers un système traçable d’étude de la formation de l’embryon primaire, mais les techniques sont loin d’être parfaites. Actuellement, les fœtus ne survivent pas au-delà de 25 jours dans aucun des groupes de cas. Cependant, les deux groupes ont suggéré qu’une combinaison améliorée de molécules de croissance et de signalisation, combinée à un échafaudage mécanique plus avancé, pourrait mieux imiter les conditions in utero et préserver les embryons à des stades ultérieurs de développement.

cellule2023. DOI : 10.1016/j.cell.2023.04.019Et 10.1016/j.cell.2023.04.020

Lita Kacsoh est titulaire d’une maîtrise en santé publique de l’Université Emory et d’un doctorat en biologie moléculaire de la Dartmouth Medical School. Lorsqu’elle n’écrit pas, vous la trouverez probablement en train de lire ou de boire du café.

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