L'Institut Weizmann crée des embryons synthétiques à partir de cellules souches

Un laboratoire israélien a créé des embryons synthétiques de souris dotés d’un cerveau et d’un cœur qui bat, utilisant des cellules souches prélevées sur la peau, une procédure qui ne nécessite ni sperme ni ovule.

Cette avancée, publiée lundi dans la revue Cell, représente la première fois qu’un embryon de quelque espèce que ce soit a été créé uniquement à partir de cellules souches, a déclaré au Times of Israel le professeur Jacob Hanna, biologiste cellulaire de l’Institut Weizmann des Sciences.

Hanna, dont l’équipe de chercheurs comprend des Israéliens juifs et arabes ainsi qu’un doctorant palestinien, a déclaré que les tentatives précédentes n’avaient abouti qu’à des blastocystes, c’est-à-dire des structures formées au début du développement des mammifères. Les blastocystes ne contiennent qu’une infime partie du million – et plus – de cellules qui se trouvent dans ses embryons.

« C’est remarquable », a-t-il commenté. « Il n’y avait ni sperme, ni ovule ni utérus, mais nous avons réussi à obtenir des embryons formés uniquement à partir de cellules souches en huit jours – un tiers de la période de gestation d’une souris – avec un cœur qui bat. »

Il a ajouté que cette recherche pourrait un jour être utilisée pour développer des structures artificielles ressemblant à des embryons humains afin de générer des cellules pour des solutions médicales futuristes.

Les scientifiques travaillent constamment sur les moyens d’utiliser les cellules pour produire des organes destinés à la transplantation. La source évidente de ces cellules – les embryons ordinaires – pose de nombreux problèmes éthiques.

Un embryon synthétique de souris cultivé à l’Institut Weizmann des Sciences, photographié quotidiennement, du premier jour en haut à gauche, au huitième jour en bas à droite. (Crédit : Avec l’aimable autorisation de l’Institut Weizmann des Sciences)

Hanna a déclaré que les structures ressemblant à des embryons synthétiques pouvaient être considérées de manière très différente. Elles ressemblent à des embryons ordinaires, mais ne sont pas viables pour une implantation.

Les malades pourront, prédit-il, fournir des cellules de peau ou de sang pour le développement de structures embryonnaires artificielles, qui pourraient à leur tour produire les cellules nécessaires à la croissance d’organes.

Un embryon synthétique de souris cultivé à l’Institut Weizmann des Sciences au huitième jour, avec un cœur qui bat. (Crédit : Avec l’aimable autorisation de l’Institut Weizmann des Sciences)

La clé de la réussite de Hanna est un incubateur spécial dans lequel chaque embryon est placé dans une bouteille contenant un liquide ; la bouteille ne cesse de graviter pour s’assurer que l’embryon ne se fixe pas sur les parois de la bouteille. L’incubateur crée toutes les conditions nécessaires au développement de l’embryon, notamment la concentration de gaz, la pression et la température. Le liquide – développé dans son laboratoire – apporte aux embryons tous les nutriments, les hormones et les sucres dont ils ont besoin.

Le Dr Jacob Hanna dans son laboratoire de l’Institut Weizmann. (Crédit : Avec l’aimable autorisation du Dr Jacob Hanna)

En mars 2021, le laboratoire de Hanna a utilisé ce même incubateur pour faire croître les embryons de 250 cellules en fœtus de souris dotés d’organes entièrement formés en utilisant des utérus artificiels. « La différence entre cette recherche et ce que nous avons réalisé aujourd’hui est l’origine des embryons », a expliqué Hanna. « Dans l’étude précédente, il s’agissait d’embryons naturels provenant de souris et issus d’ovules fécondés par des spermatozoïdes. À présent, les embryons sont fabriqués uniquement à partir de cellules souches. »

« Nous nous demandions, lors de l’étude précédente, ce qui se passerait si nous prenions uniquement des cellules souches et les mettions dans cette machine. Nous connaissons maintenant la réponse : des embryons dotés d’organes de forme précoce, y compris un cerveau précoce, un cœur battant, et des cellules souches sanguines. Ils imitent même l’embryon tout entier, et les tissus qui l’entourent, notamment le placenta et la vésicule vitelline », a-t-il ajouté.

« Personne n’a jamais fabriqué d’embryons à partir de cellules souches, c’est donc une avancée majeure. Cela permettra de mieux comprendre les cellules souches et les organes des mammifères, et aura probablement une importance pratique dans un avenir proche. »