Comprendre comment les cellules se différencient au cours du développement embryonnaire précoce pour faire progresser la médecine régénérative et la biologie du développement. Les cellules souches pluripotentes (PSC) ont été des outils inestimables dans ce domaine, car ils peuvent se transformer en différents types de cellules dans le corps et jouer un rôle clé pendant le développement embryonnaire précoce. Malheureusement, la recherche sur ce sujet chez l'homme et d'autres primates a longtemps été entravée par des contraintes éthiques et des limitations techniques.
Les PSC de type naïve sont particulièrement intéressants, qui représentent un état de développement antérieur que les PSC conventionnels (ou «amorcés») et possèdent un potentiel de différenciation amélioré. Alors que les PSC naïfs humains peuvent se différencier en tissus embryonnaires et extra-embryonnaires comme le placenta et le sac jaune, les PSC naïfs de souris manquent de cette capacité. Cela soulève des questions sur le fait que ce potentiel élargi est unique aux humains ou partagé parmi d'autres primates.
Dans une étude révolutionnaire publiée en ligne dans Cellule souche Le 26 février 2025, une équipe de recherche dirigée par le professeur agrégé Hideki Masaki de l'Institut des sciences de Tokyo, au Japon, a établi avec succès des cultures de cellules souches pluripotentes induites de type naïf à partir de cellules somatiques chimpanzées. Non seulement ils ont révélé des informations clés sur les mécanismes nécessaires à l'auto-renouvellement dans ces cellules, mais ils sont également devenus les premiers au monde à cultiver des blimpanzés, qui sont des modèles d'embryons précoces, en utilisant ces cellules.
L'une des résultats centraux de l'étude a été l'inhibition du complexe répressif de polycomb 2 (PRC2), une protéine qui peut réguler dynamiquement l'activité des gènes et la différenciation cellulaire, est nécessaire pour augmenter les PSC naïfs du chimpanzé. Sans cette inhibition, les cellules n'ont pas réussi à se propager malgré une reprogrammation initiale réussie.
L'équipe de recherche a révélé que les PSC naïfs du chimpanzé partagent des similitudes significatives avec les PSC naïfs humains en termes de modèles d'expression génique et de potentiel de développement. Ces cellules avaient la capacité de se différencier en trophectoderme et hypoblaste, deux types de tissus extra-embryonnaires essentiels à l'implantation et au développement de l'embryon. Cette capacité a permis aux chercheurs de créer des blastoïdes de tri-lignée contenant les trois types de cellules trouvés dans le développement embryonnaire très précoce.
Étant donné que les PSC naïfs du chimpanzée peuvent passer à la compétence multilignenale ou se différencier en autres tissus embryonnaires précoces, ils pourraient fournir un modèle comparatif de primates plus élevé pour étudier la pluripotence et l'embryogenèse précoce. «
Hideki Masaki, professeur agrégé, Institut des sciences Tokyo, Japon
Un autre progrès significatif a été la création d'un système de culture sans mangeur pour les PSC naïfs. Les méthodes traditionnelles pour cultiver des PSC naïves nécessitent une couche de cellules d'alimentation dérivées de souris. La nécessité de ces cellules de soutien, même lors de la culture des PSC humains, introduit des composants animaux supplémentaires qui peuvent compliquer les applications médicales potentielles. En appliquant des inhibiteurs de PRC2, les chercheurs ont éliminé la nécessité de cellules alimentaires dans la culture du chimpanzée à long terme PSC.
« Notre succès dans l'établissement d'une technique de culture sans cellules d'alimentation peut ouvrir la voie aux applications en médecine régénérative », note Masaki.
En établissant que les PSC naïfs du chimpanzé partagent le potentiel de différenciation élargi observé dans les cellules humaines, cette recherche met en lumière la conservation évolutive de ces propriétés. De plus, le développement de modèles de blastoïde de chimpanzé offre un outil puissant pour étudier les premiers processus de développement. Alors que les scientifiques continuent de s'appuyer sur ces résultats passionnants, notre compréhension de l'embryologie à travers les mammifères s'approfondira, conduisant potentiellement à des progrès en médecine régénérative et en biologie reproductive.
