Des scientifiques créent un embryon de souris contenant 4% de cellules humaines, ouvrant une voie à la fabrication d’organes humains

Des scientifiques ont créé un embryon de souris, en partie humain. Cet "hybride", que les scientifiques appellent une "chimère homme-animal", contient 4% de cellules humaines. Cet organisme unique est donc composé de deux ensembles de cellules différents et dans ce cas il s'agit donc d'un embryon de souris qui possède à la fois des cellules de souris (96%) et des cellules humaines (4%). Cette chimère homme-souris pourrait ouvrir la voie à de nouveaux traitement des maladies humaines et pourraient faciliter le développement de cellules humaines dans un autre organisme

Des chercheurs de l’université d’État de New York à Buffalo et du Roswell Park Comprehensive Cancer Center ont publié la semaine dernière les résultats de leurs travaux dans la revue Science Advances. 

Selon ces chercheurs, cette chimère homme-souris possède de loin le plus grand nombre de cellules humaines jamais enregistré chez un animal. Leur expérience suggère également que de nombreux types de cellules humaines peuvent être générées dans des embryons de souris, et à un rythme beaucoup plus rapide que dans les embryons humains.

Un grand potentiel thérapeutique

Et cette approche présente un énorme potentiel pour le traitement des maladies humaines, peut-être même du Covid-19, estiment les scientifiques qui ont publié l’étude.

Ces conclusions sont importantes pour plusieurs raisons, a déclaré Jian Feng, l’un des auteurs de l’étude et professeur de physiologie et de biophysique à l’université de Buffalo à CNN.

D’abord parce qu’elle prouve qu’il est possible de générer de nombreux types de cellules humaines matures dans des embryons de souris. Ces cellules pourraient potentiellement être utilisées pour fabriquer des groupements de cellules, ou même des organes afin de traiter des maladies.

Comment ça fonctionne ?

Pour mener cette étude, l’équipe de chercheurs a injecté 10 à 12 cellules souches humaines dans des embryons de souris en développement. En 17 jours, ces cellules souches se sont développées en millions de cellules matures, y compris des globules rouges et des cellules oculaires humaines.

"Ces observations suggèrent que le mécanisme qui spécifie le temps de développement peut être modifié", explique le Dr Feng cité par CNN. "Avec cette implication, il y aura des découvertes plus spectaculaires à l’avenir."

L’équipe a utilisé une technologie révolutionnaire

Lors de recherches précédentes, les scientifiques n’avaient détecté qu’environ 0,1% de cellules humaines dans des embryons de souris modifiés.

Ces chimères humains-souris qui présentent 4% de cellules humaines, c’est donc un résultat frappant. Et en raison de la technique utilisée par l’équipe pour compter les cellules, le Dr Feng a déclaré que ce chiffre de 4% est inférieur à la réalité.

L’équipe a réalisé cet exploit en convertissant les cellules souches pluripotentes humaines, qui peuvent potentiellement produire n’importe quelle cellule ou tissu dont le corps a besoin pour se réparer, en un état antérieur.

La conversion de ces cellules les a rendues compatibles avec le groupe interne de cellules à l’intérieur d’un embryon de souris à un stade précoce, qui génère toutes les cellules du corps. Ainsi, lorsque ces cellules humaines à un stade précoce ont été injectées dans des embryons de souris, elles se sont développées bien mieux qu’elles ne l’auraient fait autrement.

"Nous avons pensé que si nous pouvions faire en sorte que les cellules souches pluripotentes humaines se comportent comme les cellules souches pluripotentes de souris, les cellules humaines devraient se mélanger aux cellules souches de souris dans un blastocyste de souris", ajoute Jian Feng. "Et c’est exactement ce que nous avons trouvé."

Cette expérience est un peu comme l’émulation de Windows dans un Mac

L’expérience menée par l’équipe de chercheurs indique que "le programme génétique incarné dans un embryon de souris et le programme génétique incarné dans les cellules souches humaines peuvent se croiser assez bien". En d’autres termes, il existe une compatibilité évolutive suffisante entre les souris et les humains pour que les embryons de souris constituent un environnement relativement propice à la culture de cellules humaines.

"La vie est un système logiciel basé sur l’ADN qui exploite l’énergie pour produire des informations", poursuit le Dr Feng. "Cette expérience est un peu comme l’émulation de Windows dans un Mac".

Les implications futures pourraient inclure le développement d’organes

Le Dr Feng a déclaré que leur recherche en est encore à ses débuts et que d’autres études doivent être menées. Mais il a ajouté que la technologie qui consiste à rendre les cellules souches humaines plus compatibles avec les embryons de souris a un certain nombre d’applications potentielles.

L’une d’entre elles permettrait de générer de meilleurs "modèles de souris" pour étudier les maladies humaines, notamment le Covid-19. Comme les souris peuvent également être utilisées pour cultiver des cellules immunitaires humaines ou des cellules respiratoires, une souris plus proche de l’homme permettrait de mener des études plus pertinentes.

Selon Jian Feng, "de telles souris chimériques seraient très utiles pour étudier le Covid-19, qui a de graves répercussions sur l’homme, mais qui affecte à peine les souris".

"Un autre exemple pourrait être le paludisme, dans lequel l’agent pathogène infecte spécifiquement les globules rouges humains par une piqûre de moustique. Si nous pouvons fabriquer une souris avec encore plus de globules rouges humains, ce serait un très bon modèle pour étudier le paludisme".

De futures études pourraient également examiner si cette technique pourrait être appliquée à des animaux plus grands, comme les porcs, pour générer des organes destinés à des transplantations, estime le Dr Feng. Bien que ces possibilités soient encore lointaines, il estime qu’elles sont prometteuses.

Les chimères humains-animaux soulèvent des questions éthiques

Mais nous n’en sommes pas encore là. Au niveau de la recherche d’abord, mais aussi en matière de déontologie.

Les chimères humains-animaux ont fait l’objet d’un débat éthique parmi les scientifiques. Bien qu’elles puissent être utilisées pour "cultiver" des organes humains destinés à la transplantation, certains scientifiques affirment qu’il existe des risques sérieux qui doivent être explorés.

"Ces possibilités font frémir de nombreux chercheurs. Mais elles soulèvent également de sérieux dilemmes éthiques quant au statut moral de ces animaux partiellement humains", a écrit la neuroscientifique et défenseur des animaux Lori Marino dans une tribune publiée en 2017 par Stat News.

Dans cette tribune, Lori Marino explique que "les sujets (les animaux utilisés) de tests sur les chimères doivent être suffisamment humains pour servir de modèles efficaces pour la recherche en santé, mais pas au point de pouvoir être protégés contre cette recherche".

De son côté, le Dr Feng tente un parallèle pour rassurer et justifier la poursuite de ses recherches : "À l’époque du premier avion, toutes les applications potentielles n’existaient que dans l’esprit de quelques personnes". Il ajoute : "Si la société devait décider que c’était une idée horrible pour les humains de voler, nous manquerions de beaucoup de choses qui s’avèrent être merveilleuses pour tout le monde. Une société qui voit le monde tel qu’il est, et non tel qu’il devrait être, est une société efficace qui peut aller de l’avant".

L’avenir nous dira si ces avancées permettront de mieux soigner des maladies ou de créer un nouveau foie ou des poumons à un humain qui en aurait besoin. Ces débats éthiques autour des études sur la génétique pourraient bien prendre de plus en plus de place dans les années à venir.