On pense souvent que l’embryon précoce est fragile et a besoin de soutien. Cependant, aux premiers stades de développement, il a le pouvoir de nourrir le futur placenta et instruit l’utérus pour qu’il puisse nicher. En utilisant des « blastoïdes », des modèles d’embryons in vitro formés avec des cellules souches, le laboratoire de Nicolas Rivron à l’IMBA a montré que les premiers signaux moléculaires qui induisent le développement placentaire et préparent l’utérus proviennent de l’embryon lui-même. Les résultats, maintenant publiés dans Cell Stem Cell, pourraient contribuer à une meilleure compréhension de la fertilité humaine.
Qui prend soin de qui au début de la vie ? Le placenta et l’utérus nourrissent et abritent le fœtus. Mais la situation au tout début du développement, lorsque le blastocyste flotte encore dans l’utérus, n’était pas claire jusqu’à présent. Maintenant, le groupe de recherche de Nicolas Rivron à l’IMBA (Institut de biotechnologie moléculaire de l’Académie autrichienne des sciences) a découvert les principes de base du développement précoce à l’aide de blastoïdes.
Les blastoïdes sont in vitro modèles du blastocyste, l’embryon de mammifère dans les premiers jours suivant la fécondation. Ces modèles d’embryons ont d’abord été développés par le laboratoire Rivron à partir de cellules souches de souris (La nature2018) puis à partir de cellules souches humaines (La nature, 2021). Les blastoïdes offrent une alternative éthique à l’utilisation d’embryons pour la recherche et, surtout, permettent de multiples découvertes.
Maintenant, les blastoïdes ont réglé un dilemme « poulet ou œuf ». En utilisant des blastoïdes de souris, les chercheurs ont découvert que la partie embryonnaire précoce (~ 10 cellules) ordonnait à la future partie placentaire (~ 100 cellules) de se former et aux tissus utérins de changer. « Ce faisant, l’embryon investit dans son propre avenir : il favorise la formation des tissus qui vont bientôt prendre en charge son développement. L’embryon est aux commandes, instruisant la création d’un environnement de soutien, » déclare Nicolas Rivron.
En effet, l’équipe a découvert plusieurs molécules sécrétées par les quelques cellules à partir desquelles se développe le fœtus, les épiblastes. Ils ont observé que ces molécules disent à d’autres cellules, les trophoblastes qui formeront plus tard le placenta, de s’auto-renouveler et de proliférer, deux propriétés des cellules souches essentielles à la croissance du placenta.
L’équipe a également découvert que ces molécules induisaient les trophoblastes à sécréter deux autres molécules, WNT6 et WNT7B. WNT6 et WNT7B indiquent à l’utérus de s’enrouler autour du blastocyste. « D’autres chercheurs avaient déjà vu que les molécules WNT étaient impliquées dans la réaction utérine. Maintenant, nous montrons que ces signaux sont WNT6/7B et qu’ils sont produits par les trophoblastes du blastocyste pour notifier à l’utérus de réagir. La pertinence pourrait être élevée car nous avons vérifié que ces deux molécules sont également exprimées par les trophoblastes du blastocyste humain, » déclare Nicolas Rivron.
L’équipe a fait ses découvertes en partie en examinant l’étendue de l’implantation des blastoïdes de souris dans un in vivo modèle de souris d’implantation. « J’ai été très surpris par l’efficacité avec laquelle nos blastoïdes se sont implantés dans l’utérus. Et en modifiant les propriétés des trophoblastes au sein des blastoïdes, y compris les niveaux de sécrétion de WNT6/7B, nous pourrions clairement modifier la taille du cocon utérin,« , déclare le co-premier auteur Jinwoo Seong, chercheur postdoctoral au laboratoire Rivron, qui a réalisé ces expériences.
Parce que l’implantation est le goulot d’étranglement des grossesses humaines – environ 50% des grossesses échouent à ce moment-là – et que WNT6 et WNT7B sont également présents dans les blastocystes humains, ces résultats pourraient expliquer pourquoi, parfois, les choses tournent mal. « Nous répétons actuellement ces expériences avec des blastoïdes humains et des cellules utérines, le tout dans une boîte, pour estimer la conservation de ces principes de base du développement. Ces découvertes pourraient finalement contribuer à améliorer les procédures de FIV, à développer des médicaments contre la fertilité et des contraceptifs » raconte Nicolas Rivron.
Le travail d’équipe a également été mené par deux autres co-premiers auteurs : Javier Frías Aldeguer, ancien Ph.D. étudiant, et Viktoria Holzmann, actuellement doctorante. étudiant. « La compréhension de ces principes fondamentaux du développement embryonnaire contribuera à terme à donner aux femmes les moyens d’avoir une meilleure maîtrise de leur fertilité, ce qui non seulement améliorerait la planification familiale, mais aurait également un impact sur l’égalité des sexes dans la société.« , déclare Viktoria Holzmann.
