C’est « la première étude sur la mécanique de la morphogenèse de l’embryon humain », résume ces travaux publiés cette semaine dans la revue Nature.
On se place quelques jours après la fécondation. La rencontre entre le spermatozoïde et l’ovule a déjà donné naissance à une cellule souche, qui s’est divisée en une dizaine d’autres cellules. Vient ensuite le moment où ces cellules se rassemblent et s’agglutinent pour former un tout unique. L’embryon, à son stade le plus précoce, est là. C’est seulement alors que les cellules vont se différencier pour révéler peu à peu des organes puis, petit à petit, une forme humaine.
Cette toute première étape, appelée « compactage », est donc cruciale. C’est l’objet de cette étude, menée principalement par la chercheuse Julie Firmin et associant le CNRS, l’Inserm et l’Institut Curie.
Ses conclusions remettent en question la façon dont on assiste à la formation d’un embryon depuis plusieurs décennies. Le mécanisme principal a été considéré comme celui par lequel les cellules se collent les unes aux autres, via l’adhésion de leurs parois.
Toutefois, selon cette étude, ce facteur ne joue qu’un rôle secondaire. Le plus crucial est la capacité de chaque cellule à se contracter, un mécanisme par lequel elles se rapprochent. « Il faut imaginer une ronde de gens se tenant la main » et qui se ferme progressivement, explique le chercheur Jean-Léon Maître, qui a dirigé l’étude.
Pour parvenir à cette conclusion, les chercheurs ont examiné les cellules de plusieurs embryons non utilisés lors de la fécondation in vitro, et congelés à différents stades entre trois et cinq jours. Plus leur stade est avancé, plus leurs cellules sont capables de se contracter. Pas de changement en revanche pour le degré d’adhésion des murs, celui-ci restant stable.
Les chercheurs concluent que c’est le premier mécanisme, et non le second, qui joue un rôle central dans le rapprochement des cellules et la formation de l’embryon.
Percée majeure
“Ce qui fait que les cellules collent les unes aux autres, ce n’est pas la quantité de colle, mais ces efforts de contraction, insiste M. Maître. Ce n’est pas du tout une surprise. » Au cours des vingt dernières années, des études ont successivement montré des mécanismes similaires chez les mouches, puis chez les mammifères comme la souris. Cependant, si tous ces animaux et humains ont en commun la prédominance du mécanisme de contraction, les détails varient : celui-ci ne se répartit pas, par exemple, de la même manière au sein de la cellule. C’est donc l’embryon humain que l’étude permet de mieux comprendre, sans devoir s’attendre dans l’immédiat à des conséquences très concrètes.
On peut bien sûr imaginer qu’un jour, grâce à ces connaissances, la formation d’embryons destinés à la fécondation in vitro soit facilitée. Mais, actuellement, nous choisissons quand même d’implanter des embryons qui ont réussi cette étape de formation.
Si cette étude marque une avancée majeure, c’est avant tout dans la connaissance des tout débuts de la vie humaine, un domaine de recherche qui prend de l’ampleur ces dernières années. On peut également citer la fabrication récente en laboratoire, par plusieurs équipes de recherche, de structures proches de l’embryon. Parfois appelé« embryons synthétiques » même si ce terme est controversé, ces structures devraient permettre d’étudier comment les cellules, puis les organes, se différencient au cours des premières semaines de gestation. A l’image de ces travaux, cette nouvelle étude vise d’abord à mieux comprendre comment se construit un organisme humain, ce qui le rapproche des autres animaux et ce qui le différencie. Avec une promesse, « découvrez comment la nature utilise les lois de la physique pour produire tant de formes de vie, avec leur diversité à couper le souffle »conclut ce travail.
