Actualités | L’avenir des cellules germinales : des scientifiques reprogramment des cellules chez le ouistiti

Actualités | L’avenir des cellules germinales : des scientifiques reprogramment des cellules chez le ouistiti

Des cellules de primates reprogrammées en précurseurs de cellules germinales

Des chercheurs de l’École de médecine vétérinaire de l’Université de Pennsylvanie, de l’Université du Texas à San Antonio et du Texas Biomedical Research Institute ont reprogrammé des cellules sanguines de ouistiti en cellules souches pluripotentes, puis les ont orientées vers des cellules présentant les caractéristiques de précurseurs de spermatozoïdes. Publiée dans eLife, l’étude représente une avancée importante en biologie de la reproduction.

Ouvrir la voie à la production de cellules germinales

L’équipe a reprogrammé les cellules en plusieurs étapes afin d’obtenir des précurseurs de cellules germinales. Cette méthode ouvre de nouvelles perspectives pour l’étude de la biologie des primates et favorise le développement de techniques d’assistance médicale à la procréation telles que la gamétogenèse in vitro, c’est-à-dire la production en laboratoire de spermatozoïdes ou d’ovocytes, comparable à la création d’embryons par fécondation in vitro (FIV).

Kotaro Sasaki, professeur adjoint à l’Université de Pennsylvanie, a indiqué que les scientifiques savaient produire des spermatozoïdes et des ovocytes fonctionnels à partir de cellules souches pluripotentes induites chez la souris, mais que les cellules germinales murines différaient considérablement de celles de l’être humain. Les ouistitis offrent un modèle plus proche de la biologie humaine.

Précurseurs de cellules germinales dans les embryons de ouistiti

Les chercheurs ont d’abord étudié les cellules germinales primordiales (PGC) d’embryons de ouistiti, qui n’avaient jamais été caractérisées de façon rigoureuse. Ils ont identifié des marqueurs moléculaires permettant de suivre ces cellules précoces. Le séquençage de l’ARN unicellulaire a montré l’expression de gènes associés aux cellules germinales précoces et aux modifications épigénétiques, mais pas celle de gènes activés ultérieurement lorsque les précurseurs des spermatozoïdes ou des ovocytes migrent vers les ovaires ou les testicules.

Le Dr Sasaki a indiqué que ces résultats concordaient avec une reprogrammation des cellules germinales qui désactive certains marqueurs et permet aux PGC de poursuivre les étapes ultérieures de leur développement.

Des cellules sanguines aux cellules souches pluripotentes induites

L’équipe a ensuite reproduit le processus en laboratoire, en commençant par convertir des cellules sanguines en cellules souches pluripotentes induites (iPSC), capables de se différencier en d’autres types cellulaires. Le chercheur postdoctoral Yasunari Seita a déclaré que l’établissement de conditions de culture stables pour les cellules de ouistiti avait été le principal défi, malgré son expérience de la culture cellulaire et des iPSC. Après de nombreux essais fondés sur des études menées chez la souris, chez l’être humain et dans d’autres modèles, il a mis au point une méthode stable pour produire et maintenir des iPSC de ouistiti.

Des iPSC aux précurseurs de cellules germinales

Un mélange de facteurs de croissance a transformé 15%-40% des cellules cultivées en cellules présentant les caractéristiques de précurseurs de cellules germinales. Selon le Dr Sasaki, cette efficacité a permis d’étendre les cultures sur plusieurs passages, avec une forte croissance exponentielle. Les cellules conservaient les marqueurs des cellules germinales, mais ne présentaient pas d’autres marqueurs associés à la migration vers les gonades.

Modélisation du développement des précurseurs de spermatozoïdes

À la dernière étape, les cellules cultivées en laboratoire ont acquis des caractéristiques propres aux cellules germinales plus avancées. S’appuyant sur l’étude de l’équipe publiée en 2020 dans Nature Communications, les chercheurs les ont mises en culture avec des cellules testiculaires de souris pendant un mois. Certaines cellules ont activé des gènes associés aux précurseurs plus avancés des spermatozoïdes, signe de la poursuite de leur développement.

Perspectives de la gamétogenèse in vitro

Le Dr Sasaki a souligné que l’utilisation clinique de la gamétogenèse in vitro soulevait des questions éthiques, juridiques et de sécurité. Un modèle préclinique robuste est nécessaire avant d’envisager de futures applications chez l’être humain.

L’étude fournit un nouveau modèle de recherche sur les primates et une base pour les technologies de reproduction. La poursuite des recherches sur le ouistiti pourrait également favoriser les progrès en biologie de la reproduction et en neurosciences.

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