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Actualités | Avancée scientifique : les embryons humains forment le corps par division cellulaire asymétrique
Une étude récente montre qu’un embryon humain précoce âgé d’un jour se compose de deux cellules apparemment identiques. Pourtant, l’une d’elles contribue davantage à la formation des organes et des tissus. Cette découverte pourrait améliorer les taux de réussite de la fécondation in vitro (FIV).
Publiée dans la revue Cell, l’étude révèle que la première division de l’œuf fécondé oriente les cellules suivantes vers des destins différents, posant ainsi les bases du développement d’un fœtus complexe. Ali Brivanlou, biologiste du développement à l’université Rockefeller de New York, a qualifié cette étude d’« avancée majeure » et estime que sa portée clinique apparaîtra plus clairement à mesure que les recherches progresseront.
L’origine de l’asymétrie
Pendant longtemps, les chercheurs ont pensé que, tant que l’œuf fécondé d’un mammifère comptait moins de 16 cellules, celles-ci étaient toutes identiques et ne commençaient à se différencier qu’à des stades ultérieurs du développement. Après tout, un œuf fécondé qui se sépare en deux embryons distincts après quelques divisions cellulaires peut encore donner naissance à des jumeaux identiques.
Cependant, en 2001, Magdalena Zernicka-Goetz, biologiste du développement au California Institute of Technology, a indiqué dans un article que les deux premières cellules d’un embryon de souris sont en réalité différentes. L’une forme principalement le fœtus, tandis que les cellules issues de l’autre forment surtout le sac vitellin.
Une étude de longue haleine
Zernicka-Goetz se demandait depuis longtemps si le même phénomène existait chez l’être humain. Elle a obtenu auprès d’une clinique de FIV 54 œufs fécondés qui n’avaient pas encore achevé leur première division. Les chercheurs les ont laissés se diviser en laboratoire et ont marqué l’une des cellules mères embryonnaires avec une protéine fluorescente afin de suivre le développement de la descendance de chaque cellule.
Après quatre à cinq jours de culture, ces embryons ont commencé à former différentes structures. L’analyse a montré que la plupart des cellules des structures à l’origine du fœtus provenaient de la cellule mère embryonnaire qui se divisait le plus rapidement, tandis que la descendance de la cellule à division plus lente formait principalement le sac vitellin.
Brivanlou s’est dit étonné par ce degré d’asymétrie, tout en le jugeant logique puisque le corps humain devient finalement extrêmement complexe. « Plus nous approfondissons nos recherches, plus nous constatons que la vie est faite de ruptures de symétrie successives », a-t-il déclaré.
La cause du développement asymétrique
La cause de cette asymétrie reste inconnue. Chez la souris, le point d’entrée du spermatozoïde dans l’ovocyte influe sur la manière dont celui-ci se divise. Zernicka-Goetz pense que d’autres facteurs, comme la structure des chromosomes dans l’ovocyte, peuvent également influencer cet équilibre.
Savoir quelles cellules sont les plus susceptibles de former le fœtus pourrait permettre aux cliniques de FIV de mieux sélectionner les embryons présentant les meilleures chances d’aboutir à une grossesse. « Si nous parvenons à comprendre les vulnérabilités de cette période, certaines fausses couches pourraient être évitées », a-t-elle déclaré. Bien qu’il soit difficile de prévoir les effets de cette asymétrie précoce sur le corps humain par la suite, ceux-ci pourraient être très durables.