Des modèles de cellules souches révèlent les premiers stades du placenta humain
Des chercheurs de l'université Columbia créent des organoïdes tridimensionnels pour observer l'auto-assemblage du chorion humain
Des chercheurs de l'université Columbia ont mis au point des modèles tridimensionnels de cellules souches qui recréent la formation structurelle initiale du placenta humain. Décrite dans un article publié dans Nature Cell Biology, cette invention biologique permet aux scientifiques d'observer comment les cellules embryonnaires s'organisent hors de l'utérus. La plateforme ouvre une nouvelle voie pour examiner pourquoi l'implantation précoce échoue et comment surviennent les complications de la grossesse.
Inhiber les signaux Hippo pour déclencher le tissu placentaire
Quelques jours après la fécondation, un embryon humain fait son premier choix de développement. Les cellules du bord extérieur acquièrent une identité extra-embryonnaire qui leur ordonne de former le chorion, la première base structurelle du placenta. Parce que l'implantation se déroule à l'intérieur de l'utérus et diffère fondamentalement du développement chez la souris, l'étude de ces premières étapes constitue un défi de longue date.
Pour recréer ce processus in vitro, une équipe de recherche dirigée par Mijo Simunovic, professeur assistant à l'université Columbia, s'est concentrée sur la voie de signalisation Hippo. Connue pour réguler la perception des forces mécaniques et la croissance cellulaire, cette voie biochimique oriente aussi la toute première spécialisation de l'embryon. Selon les informations de MedicalXpress, les chercheurs ont brièvement ramené des cellules souches pluripotentes humaines à un état de puissance naïf, puis ont administré des signaux chimiques inhibant l'activité Hippo afin d'activer le programme placentaire.
« Ce qui est remarquable, c'est que nous n'avons pas à dire à chaque cellule ce qu'elle doit devenir ni où aller. »
— Mijo Simunovic, professeur assistant à l'université Columbia
Trois semaines pour former des organoïdes stratifiés
Une fois la séquence placentaire amorcée par les signaux chimiques, les cellules ont guidé elles-mêmes l'assemblage de leur tissu. En trois semaines, les cultures cellulaires 3D ont produit les principaux types cellulaires présents dans le chorion humain.
Sans intervention manuelle continue, les cellules se sont organisées en couches choriales et ont généré des espaces remplis de liquide imitant les lacunes placentaires. Lors d'une grossesse en cours, ces cavités apparaissent pendant l'implantation utérine et se connectent ensuite aux vaisseaux sanguins maternels. Cette organisation autonome confirme que les premières cellules extra-embryonnaires conservent les instructions structurelles nécessaires à la construction de l'architecture placentaire.
Étudier les troubles de la grossesse et les pistes thérapeutiques
Des perturbations structurelles lors du développement précoce du placenta peuvent entraîner une perte de grossesse et des pathologies comme la pré-éclampsie et le retard de croissance fœtale, qui toutes deux provoquent des décès maternels et néonatals. Si l'étude dirigée par Miaoci Zhang ne mentionne aucune demande de brevet associée, l'innovation de laboratoire offre aux scientifiques un système expérimental adapté spécifiquement au tissu humain.
Simunovic et ses collègues utiliseront ce système d'organoïdes 3D pour évaluer comment les forces physiques et les signaux biochimiques régissent l'assemblage du placenta. De futures expériences modéliseront aussi les interactions entre les structures fœtales et les tissus maternels, à l'appui du diagnostic de fertilité et des traitements cliniques.
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Traduit automatiquement de l’original en anglais. Lire l’original
