Dans une première mondiale, des scientifiques de BGI-Research, de l’Académie chinoise des sciences et d’un groupe de partenaires ont publié une étude en Natureannonçant la découverte d’une méthode sans transgène, rapide et contrôlable pour convertir des cellules souches pluripotentes en authentique Cellules ressemblant à des embryons totipotents à 8 cellules, ouvrant la voie à des progrès dans la régénération d’organes et la biologie synthétique.
Les chercheurs de BGI, en collaboration avec une équipe internationale de Chine, du Bangladesh et du Royaume-Uni, ont utilisé les technologies avancées de séquençage unicellulaire de BGI pour aider à convertir des cellules souches pluripotentes, ou une version « adulte » de cellules embryonnaires précoces, en une version plus « juvénile » de cellules qui capturent l’activation du génome zygotique humain et conservent toutes les lignées ayant un potentiel de développement.
Ces cellules pourraient être utilisées dans la médecine régénérative à l’avenir pour régénérer les organes humains qui sont devenus malades et réduire la dépendance mondiale au don d’organes. Ils peuvent également être utilisés pour générer des blastocystes ou des blastoïdes artificiels. En outre, ils seront utiles pour étudier le développement embryonnaire humain, aider à traiter les maladies précoces liées au développement et également prévenir les pertes de grossesse.
Bien que la technologie permettant de convertir des cellules souches pluripotentes en cellules ressemblant à une masse cellulaire interne à l’intérieur du blastocyste existe depuis un certain temps, cette étude est la première fois que des chercheurs ont établi des méthodes pour convertir des cellules souches pluripotentes en un authentique stade précoce du cycle de développement humain qui correspond à l’embryon à 8 cellules, ce qui contribuera à élargir la compréhension du développement embryonnaire humain précoce. Surtout, les chercheurs ont pu ensuite démontrer que les cellules converties pouvaient créer des cellules placentaires in vivo– la première fois que cela a été fait.
« Les cellules embryonnaires totipotentes au stade 8 cellules recréent l’état embryonnaire d’un ovule fécondé après seulement 3 divisions. Par rapport aux cellules souches pluripotentes rapportées, ces cellules peuvent non seulement se différencier en tissu placentaire, mais aussi potentiellement se développer en organes plus matures, apporter de bonnes nouvelles aux millions de patients qui ont besoin de greffes d’organes dans le monde », ont déclaré les auteurs correspondants de l’article, le professeur Miguel A. Esteban, le Dr Md. Abdul Mazid et le Dr Li Wenjuan de l’Académie chinoise des sciences.
Cette percée est également un parfait exemple de la combinaison de la médecine régénérative et de la technologie de séquençage unicellulaire. Grâce au profilage multi-omique unicellulaire à grande échelle, l’identification efficace et précise des cellules ou des tissus obtenus in vitro ou in vivo par les technologies des cellules souches accélérera considérablement les recherches sur la médecine régénérative. »
Dr Liu Longqi de BGI-Research, un autre auteur correspondant de l’article
Les cellules à ce stade précoce de développement peuvent être décrites comme « totipotentes », ce qui signifie qu’elles ont le potentiel de créer tous les types de cellules embryonnaires précoces, qui à leur tour créent les tissus et les organes nécessaires au développement. La recherche s’appuie sur des travaux antérieurs avec des cellules souches pluripotentes au stade du blastocyste, un stade auquel les cellules ont le potentiel de créer une gamme plus limitée de cellules et de tissus différents.
La percée de l’étude a été facilitée par les progrès de la technologie de séquençage unicellulaire dans laquelle BGI Group est un leader mondial. Sa plate-forme de séquençage de bibliothèque unicellulaire, combinée à sa technologie de séquençage, permet une analyse unicellulaire étendue et multidimensionnelle avec une sensibilité et une précision élevées à faible coût.
L’équipe internationale à l’origine de la recherche a pris des cellules souches pluripotentes et les a traitées avec un cocktail chimique pour créer des cellules ressemblant à des embryons à 8 cellules. Entre autres expériences, ces cellules ont été triées et injectées dans une souris pour subir un développement ultérieur, puis analysées à l’aide de l’analyse génomique unicellulaire de BGI. Cette technologie innovante a aidé les scientifiques à identifier et isoler les cellules embryonnaires à 8 cellules cibles et à démontrer leur capacité « totipotente » à créer les cellules impliquées dans la génération du placenta in vivo.
Les avancées réalisées par les chercheurs pourraient éventuellement faire de la régénération individualisée des organes une réalité. En règle générale, la seule avenue disponible pour ceux qui ont besoin d’une greffe d’organe est de trouver un donneur compatible. La procédure n’est pas infaillible. Les greffes peuvent échouer si le sérotype du donneur est trop différent de celui du receveur. Une procédure distincte conçue pour adapter les organes d’animaux à la transplantation chez l’homme par le biais de l’édition de gènes en est également à ses balbutiements.
Cette réalisation offre également une nouvelle in vitro système de recherche pour la recherche fondamentale sur le développement embryonnaire précoce, nous aide à comprendre la relation entre le développement embryonnaire précoce et l’apparition de maladies, et une ressource pour l’étude et le traitement des malformations congénitales et de diverses maladies du développement.
Les institutions de recherche impliquées dans l’étude, publiées dans Nature comme « Retour des cellules souches pluripotentes humaines à un stade ressemblant à un embryon à 8 cellules », comprennent les Instituts de biomédecine et de santé de Guangzhou de l’Académie chinoise des sciences, BGI-Research, l’Université de Cambridge, l’Université Jilin à Changqun et l’Université de Rajshahi du Bangladesh. L’étude a obtenu une autorisation éthique avant d’être menée.
