L'avancée scientifique dans le domaine du développement embryonnaire in vitro suscite à la fois espoirs et inquiétudes. Des laboratoires ont réussi à créer des structures mimant des embryons humains précoces, tandis que d'autres ont développé des "utérus artificiels" permettant le développement de fœtus d'animaux en dehors du corps maternel. Ces avancées ouvrent des perspectives pour la médecine régénérative et la prise en charge des grands prématurés, mais soulèvent également des questions éthiques et légales complexes.
La création de blastoïdes : des modèles d'embryons humains in vitro
Deux laboratoires sont parvenus à créer, in vitro, des structures qui miment en partie l’architecture de très jeunes embryons humains. Ces structures, appelées blastoïdes, sont des modèles d'embryons humains en culture créés à partir de cellules souches. Ces cellules souches se mettent à s’auto-organiser dans l’espace et, dans certaines conditions, se coordonnent pour former des sphères à demi-creuses qui miment l’architecture, la machinerie moléculaire et le fonctionnement d’un embryon humain très précoce. Plus précisément, d’un blastocyste : un stade du développement qui, pour notre espèce, correspond aux sixième et septième jours après la fécondation. Un blastocyste humain compte environ 200 cellules et mesure deux dixièmes du diamètre d’un cheveu.
Nicolas Rivron, chercheur français à l'Académie autrichienne des sciences, a créé les premiers modèles de blastocystes de mammifère (souris) en 2018 et les a baptisés "blastoïdes".
Ces blastoïdes offrent une opportunité unique d'étudier les premières étapes du développement embryonnaire humain, qui sont normalement inaccessibles. Ils permettent d’observer et d’étudier en détail des étapes précoces du développement humain, jusque-là inaccessibles chez un embryon vivant.
L'utérus artificiel : un espoir pour les grands prématurés
Une équipe américaine dirigée par Alan Flake, de l’hôpital pour enfants de Philadelphie, a développé un dispositif qui marque un pas significatif dans la quête d’un tel « utérus artificiel ». Testé sur le mouton, il a permis de faire se développer des fœtus d’agneaux dans un sac en plastique transparent relié à divers circuits sanguins et physiologiques, pendant quatre semaines, apparemment sans séquelles. L’objectif est d’offrir un sas liquide entre l’utérus maternel et le monde extérieur, pendant les quelques semaines qui suffisent à garantir la maturation des poumons.
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Le dispositif se compose d'une enveloppe transparente dans laquelle le fœtus, extrait par césarienne, est placé. Son cordon ombilical est relié à un circuit d’oxygénation du sang, qui permet aussi de surveiller la teneur en oxygène. Le fluide amniotique nutritif est lui renouvelé en permanence : « Le fœtus l’ingère et urine dans ce milieu », précise Alan Flake. Le cœur de l’animal lui-même prend en charge la circulation sanguine, ce qui évite des surpressions délétères.
Cette technique pourrait améliorer les chances de survie des grands prématurés, dont le taux de mortalité est élevé et qui présentent souvent des séquelles importantes. En deçà de vingt-trois semaines de développement, les fœtus humains qui naissent prématurément connaissent des niveaux de mortalité pouvant atteindre 90 %, et ceux qui survivent présentent des séquelles importantes dans 70 % à 90 % des cas. En particulier, le développement des poumons subit l’impact du passage d’un milieu liquide dans le ventre de la mère, à l’air libre pour lequel ils ne sont pas encore adaptés - ce qui se traduit par des détresses respiratoires aiguës qui peuvent retentir gravement sur le développement cérébral.
Les hématoïdes : des modèles d'embryons humains capables de générer des cellules sanguines
Des chercheurs de l’Université de Cambridge viennent de franchir une étape majeure en développant des structures 3D appelées « hématoïdes ». Issues de cellules souches pluripotentes humaines, ces structures reproduisent certains processus du développement embryonnaire et sont capables de générer leurs propres cellules sanguines. Dès le deuxième jour de développement, ces structures s’organisent spontanément en trois couches : ectoderme, mésoderme et endoderme, les fondations du corps humain. Au huitième jour, certaines cellules des hématoïdes se mettent même à battre, préfigurant la formation d’un cœur. Et après deux semaines, des signes de production sanguine apparaissent, un processus qui correspond chez l’embryon humain à environ quatre ou cinq semaines de développement.
Les hématoïdes offrent un potentiel médical considérable. Les chercheurs peuvent désormais étudier la formation des cellules sanguines et immunitaires dans un contexte proche de la réalité embryonnaire. Cette avancée ouvre également la voie à la médecine personnalisée. Dans un futur proche, il pourrait devenir possible de créer des hématoïdes à partir des propres cellules d’un patient. Selon le professeur Azim Surani, auteur principal de l’étude, cette approche pourrait transformer la médecine régénérative, en permettant de réparer et régénérer les tissus endommagés à partir des propres cellules du patient.
Les défis et les enjeux éthiques
Ces avancées scientifiques soulèvent des questions éthiques et légales complexes. L'utilisation de blastoïdes et d'utérus artificiels nécessite une réflexion approfondie sur le statut de l'embryon, les limites de la recherche sur les embryons humains et les implications pour la maternité et la filiation.
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René Frydman, pionnier de la fécondation in vitro en France, soulève plusieurs objections concernant l'utérus artificiel : le système n’est adapté qu’aux naissances par césarienne, et non par voie naturelle « où l’exposition aux agents pathogènes est plus élevée et où l’asepsie ne serait pas garantie ». Les césariennes à ce stade précoce de la grossesse sont en outre plus délicates à effectuer, plus risquées pour la mère. Il s'interroge également sur la faisabilité des connections vasculaires chez l’humain : un fœtus d’agneau est trois fois plus gros qu’un fœtus humain de maturité correspondant à la période-clé des vingt-trois semaines de grossesse.
Il estime que « la question fondamentale est celle du risque physiologique, mais aussi psychologique pour l’enfant à naître de séjourner dans un sac sans présence humaine pendant plusieurs semaines ». Comment justifier ce risque auprès des premiers couples approchés ? Avec quelles implications éthiques et légales ?
Henri Atlan, médecin et philosophe, souligne qu'il ne s’agit pas d’un utérus artificiel au sens où toute la grossesse serait conduite ex utero », mais plutôt d’une couveuse perfectionnée pour très grands prématurés. Il faut, selon lui, se garder de tout « acharnement procréatique » et il lui semble urgent d’attendre d’avoir plus de recul sur les animaux adultes avant de passer à une éventuelle application à l’homme.
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