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Article Premières Chimères interspécifiques
Jean-Paul Baquiast 30/01/2017



Salk scientists advance stem-cell and genome-editing technologies to help researchers study evolution and disease, test therapeutic drugs and possibly grow transplantable organs. Here, human iPS cells (green) contributed to a developing heart of 4-week-old pig embryo. (credit: Salk Institute)

 

Dans un article en open access publié par le journal Cell du 26 janvier 2017 (référence ci-dessous), un groupe de chercheurs américains (Salk University) et espagnols font le point des recherches visant à intégrer des cellules-souches provenant d'un espèce de mammifère donnée dans les premiers stades du développement de l'embryon d'un humain, afin d'obtenir ce que l'on nomme des « chimères ».

Ces chercheurs avaient réussi précédemment cette expérience entre un rat et une souris. L'objectif était d'introduire des cellules de rat dans un embryon défectueux de souris afin d'observer les résultats. Pour ceci, ils avaient utilisé les outils d'édition de génome dits CRISPR (voir notre article Avenir de l'emploi du système CRISPR-Cas9 en génétique ) Les cellules s'étaient développés dans l'embryon de souris, réparant ses défauts.

Les chercheurs visent désormais à produire un embryon contenant des cellules d'humains et de porcs, afin d'obtenir des tissus pouvant être utilisés en médecine regénérative au service de patients humains afin de réparer cellules, tissus et organes. L'objectif annoncé, bien qu'encore très lointain, pourrait être considéré comme un premier pas vers des chimères adultes provenant d'humains et de porcs. En ce cas, il soulèverait de nombreuses objections, fondées ou non, s'inspirant de considérations « éthiques ».

La prochaine phase de la recherche consistera à introduire des cellules humains dans un embryon d'animal. De premiers essais faisant appel à des embryons de vache n'aboutirent pas. Au contraire, les organes de porcs présentent suffisamment de similitudes avec ceux des hommes pour que l'expérience fut tentée et réussie. Pour une raison matérielle, elle fut considérée comme un tour de force, requérant pendant 4 ans (avec l'accord des éleveurs) l'utilisation de 1500 embryons de porcs.

Les cellules humaines ainsi traitées ont survécu et formé un embryon de chimère homme-porc. L'expérience fut arrêtée à ce stade pour ne pas soulever les problèmes éthiques évoqués ci-dessus. Par ailleurs, les implantations furent faites dans des cellules de muscles et non dans des cellules plus nobles, nerveuses ou cérébrales.

L'expérience se poursuivra en utilisant l'éditeur de gènes CRISPR afin d'introduire des coupures dans un génome de porc, où des éléments de génomes humains seraient insérés. La recherche permettra par ailleurs de mieux comprendre l'évolution des espèces et de leurs maladies à partir de phénomènes affectant leur embryogenèse.

Abstract of Interspecies Chimerism with Mammalian Pluripotent Stem Cells

Interspecies blastocyst complementation enables organ-specific enrichment of xenogenic pluripotent stem cell (PSC) derivatives. Here, we establish a versatile blastocyst complementation platform based on CRISPR-Cas9-mediated zygote genome editing and show enrichment of rat PSC-derivatives in several tissues of gene-edited organogenesis-disabled mice. Besides gaining insights into species evolution, embryogenesis, and human disease, interspecies blastocyst complementation might allow human organ generation in animals whose organ size, anatomy, and physiology are closer to humans. To date, however, whether human PSCs (hPSCs) can contribute to chimera formation in non-rodent species remains unknown. We systematically evaluate the chimeric competency of several types of hPSCs using a more diversified clade of mammals, the ungulates. We find that naïve hPSCs robustly engraft in both pig and cattle pre-implantation blastocysts but show limited contribution to post-implantation pig embryos. Instead, an intermediate hPSC type exhibits higher degree of chimerism and is able to generate differentiated progenies in post-implantation pig embryos.


Reference:

Interspecies Chimerism with Mammalian Pluripotent Stem Cells
http://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(16)31752-4
Open access

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