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Les chercheurs jettent la lumière sur une étape importante de l'embryogenèse humaine tôt pour la première fois

Les scientifiques ont jeté la lumière sur une étape importante du développement embryonnaire précoce qui jamais n'a été entièrement tracé à l'extérieur chez l'homme avant. En raison des échantillons plus facilement disponibles, études jusqu'ici se sont concentrés sur la première semaine après conception et aux stades avancés au delà d'un mois dans la grossesse, pendant laquelle les organes forment et mûrissent.

Cependant, il y a actuel très peu compréhension des événements qui ont lieu pendant les jours intervenants, qui comprend l'étape essentielle de gastrulation qui se produit peu de temps après les implants d'embryon dans l'utérus. L'analyse d'un seul échantillon par des chercheurs du service de la physiologie, de l'anatomie et de la génétique, université des aides d'Oxford et de Helmholtz Zentrum München comblent cette lacune dans notre connaissance de l'embryogenèse humaine tôt. Leurs découvertes, publiées dans la nature de tourillon, contribueront à l'amélioration des modèles expérimentaux de cellule souche.

Le Gastrulation est l'une des opérations les plus critiques du développement, et a lieu rugueux entre les jours 14 et 21 après fécondation. Un embryon unique-posé est transformé dans une structure multicouche connue sous le nom de gastrula. Pendant cette étape, les trois couches de cellules principales qui provoqueront plus tard les tissus, les organes et les systèmes du corps humain sont formées.

Notre fuselage se compose des centaines de types de cellules. C'est à ce stade que les fondements sont jetés pour produire de la variété énorme de cellules dans notre fuselage - ils sont comme une décomposition de la diversité des types de cellules. »

Professeur Shankar Srinivas, investigateur principal

L'étude est une étape pour la biologie du développement en tant qu'échantillons humains moralement obtenus à ces stades précoces sont exceptionnellement rare. L'équipe de recherche de collaboration a obtenu l'échantillon par le moyen humain de biologie du développement, d'un donneur anonyme qui a généreusement fourni le consentement éclairé pour l'usage de recherches du matériau embryonnaire résultant de l'achêvement de sa grossesse. On estime que l'échantillon a lieu d'environ 16 - 19 jours après fécondation. M. Richard Tyser de chercheur de fil a dit : « C'est un tel premier stade de développement que beaucoup de gens n'auraient pas connu qu'ils étaient enceintes. Il est la première fois qu'un embryon à cette étape de développement a été caractérisé dans un tel petit groupe utilisant la technique moderne. »

Pour comprendre mieux le développement humain ou développer des demandes de règlement pour des blessures ou la maladie, les scientifiques expérimentent avec les cellules souche humaines dans le laboratoire. Professeur Srinivas a dit : « Si vous voulez transformer une cellule souche en par exemple cellule de coeur, la meilleure voie est d'apprendre comment elle se produit en nature et recrée cela dans le laboratoire. Mais si vous ne savez pas ce qui se produit en nature, alors vous essentiellement devez estimer. » Cette étude est valeur parce qu'elle offre un seul aperçu dans une étape centrale mais inaccessible de notre développement.

Les chercheurs peuvent seulement permissible cultiver les embryons humains jusqu'à l'équivalent de 14 jours de développement, qui est juste avant le début du gastrulation, ainsi il n'est pas actuel possible d'étudier cette étape dans les embryons humains cultivés. En conséquence, notre connaissance des événements au delà de 14 jours après fécondation est en grande partie basée sur des études dans des modèles animaux tels que la souris et le poulet. M. Tyser a dit : « Notre échantillon neuf est la passerelle qui joint le premier stade de développement même avec les stades avancés quand les organes commencent à former. Cette tige dans l'être humain avait précédemment été une boîte noire, ainsi nous avons dû compter sur d'autres organismes modèles tels que la souris. Heureusement, nous avons maintenant pu prouver que la souris modélise comment un être humain se développe au niveau moléculaire. De tels modèles fournissaient déjà des analyses précieuses, mais cette recherche peut être maintenant encore enrichie par le fait que nous pouvons jeter la lumière dans cette boîte noire et voir plus attentivement comment cela fonctionne chez l'homme. »

Utilisant la technique puissante de l'ordonnancement unicellulaire pour profiler attentivement les différentes cellules de l'embryon, les chercheurs pouvaient recenser 11 types distincts de cellules. Tandis que la plupart de ces cellules étaient encore immatures, elles ont découvert la présence des deux globules sanguins et les cellules germinales primordiales qui provoquent des gamètes (ovule et spermatozoïdes). Notamment, l'équipe n'a trouvé aucune preuve des cellules neuronales matures ou d'autres types de cellules liés au système nerveux central. Cette étude détaillant les types de cellules dans le gastrula pourrait alimenter une discussion actuelle à la communauté scientifique autour de reconsidérer la « règle de 14-jour », qui fixe une limite à cultiver les embryons humains intacts.

En tant qu'élément de l'université de l'engagement d'Oxford pour ouvrir la recherche, l'équipe a rendu les données brutes procurables aux chercheurs autour du monde avant la publication. Professeur Srinivas a dit : « Beaucoup de gens ont déjà demandé nos caractéristiques moléculaires et les ont employées dans leurs propres analyses. Les images de l'embryon sont également réellement précieuses et ont attiré beaucoup d'intérêt parce qu'elles sont parmi les images les plus claires de ce stade de développement particulier. » Pour rendre davantage ces données de valeur accessibles, l'équipe a produit un site Web interactif pour la communauté de la science et le grand public. M. Tyser a dit : « Nous l'avons rendu très facile pour des gens d'atteindre cette caractéristique, ainsi quiconque peut aller regarder un gène d'intérêt et voir où il a exprimé à ce stade en embryon humain. »

Source:
Journal reference:

Tyser, R.C.V., et al. (2021) Single-cell transcriptomic characterization of a gastrulating human embryo. Nature. doi.org/10.1038/s41586-021-04158-y.