Les scientifiques qui étudient les données sur l’activité des gènes de l’embryon humain précoce ont découvert un type de cellule négligé qui s’autodétruit quelques jours après sa formation, dans le cadre d’un processus de contrôle de la qualité visant à protéger le fœtus en développement. Les résultats donnent un aperçu de ce qui se passe aux toutes premières étapes de la vie après la fécondation, ce qui pourrait à l’avenir aider à améliorer les traitements de FIV ou de médecine régénérative.
Une nouvelle étude publiée le 20 juin 2023 dans PLoS Biologie par une équipe internationale de scientifiques comprenant des chercheurs de l’Université de Bath, constate que notre premier développement dans l’utérus peut être assez différent de ce que nous avons toujours supposé.
Alors que les adultes humains sont constitués de billions de cellules, nous avons tous commencé comme une seule cellule, l’œuf fécondé. Cela se divise pour devenir 2 cellules qui à leur tour se divisent pour devenir quatre, qui deviennent 8 et ainsi de suite. À un moment donné, les cellules commencent alors à se spécialiser dans leur fonction. Comme des trains envoyés à différentes gares d’arrivée, certains seront détournés pour devenir le placenta tandis que d’autres deviendront l’embryon.
Cellule embryonnaire autodestructrice
L’équipe de scientifiques a analysé les données précédemment publiées sur l’activité génique de chaque cellule individuelle d’embryons âgés de 5 jours et a découvert qu’environ un quart des cellules ne correspondaient au profil d’aucun des types cellulaires connus (pré-embryon, pré-placenta etc).
En poursuivant leurs recherches, ils ont découvert que ces cellules contenaient des « éléments jeunes transposables » ou « gènes sauteurs ». Ce sont des éléments indésirables de l’ADN qui peuvent se copier et se réinsérer dans notre ADN, causant souvent des dommages au cours du processus.
La coloration des embryons par des collaborateurs du projet en Espagne a confirmé l’existence des cellules avec des protéines dérivées des gènes sauteurs.
En regardant un peu plus loin dans le temps, l’équipe a découvert que leurs descendants avaient à la fois des dommages à l’ADN et subissaient un processus de mort cellulaire programmée.
Mécanisme de contrôle de la qualité
Ce processus, suggèrent les chercheurs, ressemble à une forme de contrôle de la qualité : une sélection entre les cellules en faveur des bonnes.
Le Dr Zsuzsanna Izsvák, co-auteure principale du Centre Max Delbrück et experte en ADN mobile, a déclaré : « Les humains, comme tous les organismes, combattent un jeu sans fin du chat et de la souris avec ces gènes sauteurs nocifs.
« Alors que nous essayons de supprimer ces gènes sauteurs par tous les moyens possibles, très tôt dans le développement, ils sont actifs dans certaines cellules, probablement parce que nous ne pouvons pas mettre en place nos défenses génétiques assez rapidement. »
Le co-auteur principal, le professeur Laurence Hurst, du Milner Center for Evolution de l’Université de Bath, a déclaré: « Si une cellule est endommagée par les gènes sauteurs – ou toute autre sorte d’erreur comme avoir trop peu ou trop de chromosomes – alors il vaut mieux que l’embryon enlève ces cellules et ne leur permette pas de faire partie du bébé en développement.
Nous sommes habitués à l’idée que la sélection naturelle favorise un organisme plutôt qu’un autre. Ce que nous voyons dans les embryons ressemble également à la survie du plus apte, mais cette fois entre des cellules presque identiques. Il semble que nous ayons découvert une nouvelle partie de notre arsenal contre ces composants génétiques nocifs. »
Laurence Hurst, co-auteur principal, professeur, Milner Center for Evolution à l’Université de Bath
Utiliser d’anciens ennemis génétiques pour en combattre de nouveaux
À l’inverse, les données unicellulaires ont montré que les cellules clés qui deviendront l’embryon (la masse cellulaire interne ou ICM) ne contiennent pas de gènes sauteurs mais expriment plutôt un gène semblable à un virus appelé virus endogène humain H. Cela aide à supprimer les jeunes des gènes sauteurs dans la masse cellulaire interne, correspondant à un schéma émergent selon lequel nous utilisons nos anciens ennemis génétiques pour combattre nos nouveaux.
Les auteurs suggèrent que si le processus de contrôle de la qualité est trop sensible, l’embryon dans son ensemble peut mourir. Cela pourrait expliquer pourquoi certaines mutations de notre système pour détecter les dommages chez les embryons précoces sont également associées à l’infertilité.
