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Chimères homme-singe : Des chercheurs ont créé des embryons chimériques

Chimères homme-singe

Des chercheurs en Chine et aux États-Unis ont injecté des cellules souches humaines dans des embryons de primates et ont réussi à faire croître des embryons chimériques pendant une période de temps significative – jusqu’à 20 jours.

Malgré les problèmes éthiques que cela pose, cette recherche pourrait permettre de mieux comprendre la biologie du développement et l’évolution. Elle a également des implications pour le développement de nouveaux modèles de biologie et de maladies humaines. Ces travaux ont été publiés le 15 avril dans la revue Cell.

“Comme nous ne sommes pas en mesure de réaliser certains types d’expériences chez l’homme, il est essentiel que nous disposions de meilleurs modèles pour étudier et comprendre avec plus de précision la biologie et les maladies humaines”, explique l’auteur principal, Juan Carlos Izpisua Belmonte, professeur au Gene Expression Laboratory du Salk Institute for Biological Sciences. “Un objectif important de la biologie expérimentale est le développement de systèmes modèles qui permettent d’étudier les maladies humaines dans des conditions in vivo.”

Les chimères inter-espèces chez les mammifères sont réalisées depuis les années 1970, lorsqu’elles ont été générées chez les rongeurs et utilisées pour étudier les processus de développement précoce. L’avancée qui a rendu possible l’étude actuelle a eu lieu l’année dernière lorsque l’équipe collaboratrice de cette étude – dirigée par Weizhi Ji de l’Université des sciences et technologies de Kunming, dans le Yunnan, en Chine – a mis au point une technologie permettant aux embryons de singe de rester en vie et de se développer en dehors du corps pendant une période prolongée.

Dans l’étude actuelle, six jours après la création des embryons de singe, ils ont reçu chacun une injection de 25 cellules humaines. Les cellules provenaient d’une lignée de cellules pluripotentes induites, connues sous le nom de cellules souches pluripotentes induites, qui ont le potentiel de contribuer aux tissus embryonnaires et extra-embryonnaires.

Au bout d’un jour, des cellules humaines ont été détectées dans 132 embryons. Après 10 jours, 103 des embryons chimériques étaient encore en développement. La survie a rapidement commencé à décliner et, au 19e jour, seules trois chimères étaient encore en vie. Il est toutefois important de noter que le pourcentage de cellules humaines dans les embryons est resté élevé pendant toute la durée de leur croissance.

Cell, Tan et al.: “Chimeric contribution of human extended pluripotent stem cells to monkey embryos ex vivo” https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(21)00305-6

“Historiquement, la génération de chimères homme-animal a souffert de la faible efficacité et de l’intégration des cellules humaines dans l’espèce hôte”, explique Izpisua Belmonte. “La génération d’une chimère entre l’homme et un primate non humain, une espèce plus proche de l’homme sur la ligne de temps de l’évolution que toutes les espèces utilisées précédemment, nous permettra de mieux comprendre s’il existe des obstacles imposés par l’évolution à la génération de chimères et s’il existe des moyens de les surmonter.”

Les chercheurs ont effectué une analyse du transcriptome des cellules humaines et des cellules de singe provenant des embryons. “Ces analyses ont permis d’identifier plusieurs voies de communication qui étaient soit nouvelles, soit renforcées dans les cellules chimériques”, explique Izpisua Belmonte.

“Comprendre quelles voies sont impliquées dans la communication des cellules chimériques nous permettra éventuellement d’améliorer cette communication et d’accroître l’efficacité du chimérisme chez une espèce hôte plus éloignée de l’homme sur le plan de l’évolution.”

Une prochaine étape importante de cette recherche consiste à évaluer plus en détail toutes les voies moléculaires qui sont impliquées dans cette communication inter-espèces, avec pour objectif immédiat de trouver quelles voies sont vitales pour le processus de développement.

À plus long terme, les chercheurs espèrent utiliser les chimères non seulement pour étudier les premiers stades du développement humain et modéliser des maladies, mais aussi pour mettre au point de nouvelles méthodes de dépistage de médicaments, ainsi que pour générer potentiellement des cellules, des tissus ou des organes transplantables.

Cette étude a été soutenue par le National Key Research and Development Program, la National Natural Science Foundation of China, le Major Basic Research Project of Science and Technology of Yunnan, les Key Projects of Basic Research Program in Yunnan Province, High-level Talent Cultivation Support Plan of Yunnan Province and Yunnan Fundamental Research Projects, UCAM, et la Moxie Foundation.

Cell, Tan et al.: “Chimeric contribution of human extended pluripotent stem cells to monkey embryos ex vivo” https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(21)00305-6

EurekAlert

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Jaesa

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