14 avril 2021 – Une équipe internationale crée les premiers embryons chimériques de singe humain

RÉACTION D’EXPERTS : Les embryons hybrides humains-singes pourraient aider les scientifiques à comprendre la biologie et les maladies humainesCellules humaines cultivées dans des cellules de singe pendant 20 jours signalées par une équipe américano-chinoise du Salk Institute dans «Cell»Une équipe internationale crée les premiers embryons chimériques de singe humainUne équipe de scientifiques des États-Unis, de Chine et d’Espagne a annoncé jeudi avoir créé les premiers embryons mi-humains mi-singes et les avoir maintenus en vie jusqu’à 20 jours dans des plats de laboratoire.

Vaccine viruses are cultured in chicken fibroblast cells and embryos, chick retinal and kidney cells, monkey and dog kidney cells, aborted human fetal lung fibroblast cells and mouse brain tissue, insect cells…

Unfortunately, viral filtration of the substrate that will be… pic.twitter.com/38O53TOvwy

— Jessica Rojas 🇺🇸💪 (@catsscareme2021) May 6, 2023

La création éthiquement controversée de chimères – contenant des cellules de plusieurs espèces – fait partie d’une volonté de créer des modèles expérimentaux pour aider les scientifiques à mieux comprendre le développement précoce, à concevoir de nouveaux traitements pour les maladies humaines et éventuellement à trouver des méthodes pour cultiver des organes à greffer à l’intérieur d’autres animaux, comme les cochons ou les moutons. De telles chimères peuvent être utilisées dans des expériences qui ne peuvent pas être faites avec des embryons humains, par exemple, mais la combinaison de cellules humaines avec celles de primates ouvre la voie à de nouvelles et urgentes préoccupations éthiques.Pour être clair, les travaux, publiés dans la revue Cell , n’en sont qu’à leurs débuts. L’équipe n’a pas créé d’animaux vivants et respirants. Ils ont créé des embryons très précoces et ne les ont jamais implantés dans l’utérus d’aucun animal. Les inquiétudes concernant les chimères homme-animal sont centrées sur ce que le bioéthicien et juriste de Stanford, Hank Greely, appelle « le cerveau, les boules et la beauté » – inquiétude qu’un animal puisse regarder tout humain, naître avec un cerveau humain ou être capable de se reproduire.Cette expérience ne comportait aucun de ces risques, mais montre clairement que le moment est venu de commencer à discuter de l’éthique des chimères humaines-animales. « C’est une expérience unique en son genre », a déclaré à STAT Nita Farahany, professeur de droit et de philosophie à la faculté de droit de l’Université Duke et co-auteur d’un article de perspective sur l’éthique de la recherche. « Chaque fois que vous franchissez un obstacle technologique ou biologique majeur comme celui-ci, c’est un bon moment pour s’arrêter et réfléchir. »Le rapport fournit les détails scientifiques des travaux qui ont commencé il y a plusieurs années en Espagne et en Chine et qui ont fait des vagues après leur fuite dans le journal El País en 2019. (La pandémie de Covid-19 a retardé l’achèvement et la publication des travaux, ont déclaré les chercheurs. .)

The best science images of 2021: A helicopter on Mars, human–monkey embryos, volcanic ash and more https://t.co/anTo0zSXsS pic.twitter.com/YXgoQzL4eU

— nature (@Nature) December 19, 2021

Dans l’expérience, les chercheurs ont injecté 25 cellules souches pluripotentes humaines d’un type spécifique (appelées « cellules souches pinacle » car elles peuvent se transformer en n’importe quel type de cellule, y compris des cellules extra-embryonnaires telles que le placenta) dans chacun des 132 macaques âgés de 6 jours. embryons de singe. Les chercheurs ont coloré les cellules humaines avec une protéine fluorescente rouge exceptionnellement brillante appelée tdTomato afin qu’elles soient détectables dans l’embryon de singe au fur et à mesure de son développement.Les scientifiques ont profité d’ une nouvelle technique qui leur a permis de faire pousser des embryons de singe en dehors de l’utérus jusqu’à 20 jours, une étape où les embryons étaient encore largement sous-développés, mais avaient formé des couches et des cavités. La survie des embryons a diminué au cours de l’expérience; après 10 jours, 103 embryons étaient encore en développement et au jour 19, seuls trois des embryons chimériques restaient en vie. (Après 20 jours, les embryons de singe cultivés en dehors de l’utérus, même ceux qui ne sont pas chimériques, s’effondrent tout simplement.)Pourtant, les chercheurs ont trouvé un nombre élevé de cellules humaines dans les embryons chimériques qui ont survécu. En moyenne, 3 à 4 % des cellules des embryons étaient humaines, et dans un embryon, jusqu’à 7 % l’étaient. « Lorsque nous avons observé que des cellules humaines étaient vivantes dans des embryons de singe, c’était incroyable », a déclaré Tao Tan, chercheur principal au State Key Laboratory of Primate Biomedical Research et à l’Université des sciences et technologies de Kunming dans le Yunnan, en Chine, et l’un des principaux auteurs de l’article. auteurs, ont déclaré à STAT.Des travaux publiés plus tôt cette année par un groupe de recherche en France ont montré que les cellules humaines ne survivaient pas bien dans les embryons de singe. La clé du succès dans le nouveau document peut être les cellules souches particulières qui ont été utilisées, ainsi que la façon dont elles ont été cultivées.Selon d’autres scientifiques, ce travail est le plus réussi à ce jour pour maintenir un nombre relativement important de cellules humaines en vie et en bonne santé dans un embryon non humain. « Cet article est une démonstration spectaculaire de la capacité des cellules souches pluripotentes humaines à être incorporées dans les embryons du singe cynomolgus », a déclaré Magdalena Zernicka-Goetz, biologiste du développement à Caltech dont le laboratoire a d’abord développé, chez la souris, la technique de croissance embryons dans des plats de laboratoire. Un tel travail a attiré de plus en plus d’attention avec l’annonce le mois dernier que Jacob Hanna, biologiste du développement à l’Institut Weizmann des sciences en Israël, avait maintenu des embryons de souris en vie et apparemment en bonne santé pendant une période prolongée dans un utérus artificiel .Les résultats publiés jeudi ont montré un taux de survie bien plus élevé pour les cellules humaines dans un embryon non humain que dans les expériences précédentes avec des chimères mouton-humain ou porc-humain, où parfois seulement une cellule sur 100 000 était humaine .

Ce sont ces résultats décevants qui ont poussé les chercheurs à se tourner vers les singes, qui sont beaucoup plus étroitement liés aux humains et ont un calendrier de développement similaire, a déclaré le chef du projet, le biologiste du développement du Salk Institute Juan Carlos Izpisua Belmonte. « Les cellules humaines ne contribuent pas de manière robuste à la formation de chimères chez les espèces évolutivement éloignées de l’homme », a-t-il déclaré.Chez les singes, c’était une autre histoire. « Nous avons découvert que les cellules humaines et de singe coopèrent les unes avec les autres pour construire l’embryon », a déclaré Jun Wu, un membre de l’équipe de recherche qui est maintenant professeur adjoint au UT Southwestern Medical Center à Dallas, mais qui était scientifique au Salk quand il travaillé sur le projet. Les recherches de Wu ont montré que lorsque des cellules humaines sont mises en culture avec des cellules de souris, « nous voyons la cellule de souris tuer activement la cellule humaine, mais lorsque nous plaçons des cellules humaines et de singe ensemble, il n’y a pas de compétition ».Des expériences comme celle-ci ne peuvent pas être financées avec des dollars de recherche fédéraux, bien qu’elles n’enfreignent aucune loi américaine. Les travaux ont été menés en Chine, non pas parce qu’ils étaient illégaux aux États-Unis, ont déclaré les chercheurs, mais parce que les embryons de singe, difficiles à se procurer et coûteux, y étaient disponibles. L’expérience a utilisé un total de 150 embryons, qui ont été obtenus sans nuire aux singes, « tout comme dans la procédure de FIV », a déclaré Tan.Mais de telles expériences, qui associent des cellules humaines à celles d’animaux, sont néanmoins controversées. Ce travail, et d’autres travaux d’Izpisua Belmonte, ont évolué si rapidement que les bioéthiciens ont eu du mal à suivre .« La chose compliquée est que nous avons besoin de meilleurs modèles de maladies humaines, mais plus ces modèles sont bons, plus ils nous rapprochent des problèmes éthiques que nous essayons d’éviter en ne faisant pas d’expériences sur l’homme », a déclaré Farahany. « Des avancées remarquables nécessitent un engagement public urgent. »

En plus des considérations sur la recherche qui peuvent brouiller la frontière entre les humains et les animaux, les travaux sur les singes soulèvent des questions concernant à la fois le bien-être animal et le consentement humain. Alors que de nombreuses cellules humaines « désidentifiées » peuvent être utilisées dans la recherche sans consentement pour des expériences spécifiques, ce n’est peut-être pas la meilleure approche pour des expériences très controversées comme celle-ci, a-t-elle déclaré.Izpisua Belmonte et les autres chercheurs ont convenu que le débat éthique et les lignes directrices pour un tel travail sont essentiels. Ils ont déclaré avoir discuté du travail avec des éthiciens avant de procéder et avoir reçu un examen approfondi et l’approbation de toutes les institutions scientifiques impliquées. La section de discussion du document ne commence pas par des découvertes scientifiques comme c’est l’habitude dans un document de recherche, mais par une déclaration sur les considérations éthiques.Les chercheurs affirment que les chimères animales-humaines pourraient s’avérer un outil puissant en biomédecine et que la nouvelle recherche est importante pour aider à comprendre les obstacles qui s’opposent à la fusion de cellules humaines dans des embryons animaux. Leur espoir est de comprendre les principes des chimères singe-humain, qui semblent plus faciles à créer, puis d’essayer d’appliquer ces connaissances aux chimères porc-humain plus difficiles techniquement mais éthiquement plus acceptables.Les chercheurs, et d’autres scientifiques contactés par STAT pour commentaires, ont déclaré que l’une des choses les plus excitantes à propos du nouvel article était la découverte d’une « diaphonie » entre les cellules humaines et de singe dans l’embryon en développement, quelque chose qui ne se produisait pas aussi facilement chez l’homme-cochon. chimères. « Les cellules humaines dans les tissus de porc s’apparentent à des communications entre deux langues distantes, telles que le chinois et le français, tandis que les cellules humaines chez les macaques ressemblent à des communications entre deux langues étroitement liées, comme l’espagnol et le français », a déclaré Izpisua Belmonte. « Nous pensons que comprendre la diaphonie interspécifique pourrait être la clé pour générer des chimères plus réussies. »                                                            L’un des principaux objectifs, disent-ils, est de trouver un moyen de faire pousser des organes humains chez des porcs ou d’autres animaux pour atténuer la pénurie de greffes. Actuellement, plus de 100 000 Américains attendent des organes pour une greffe. Mais certains scientifiques se demandent si cet objectif est réalisable compte tenu de la difficulté de la recherche jusqu’à présent.« Dans quelle mesure est-il réaliste de penser qu’un jour cette ligne de recherche pourrait réellement être en mesure de produire des organes pour des greffes chez des patients humains ? a demandé Paul Knoepfler, scientifique spécialisé dans les cellules souches et professeur à l’UC Davis School of Medicine. « Si cela est extrêmement improbable compte tenu des défis techniques, même en mettant de côté les considérations éthiques, jusqu’où cette recherche devrait-elle être poussée juste pour faire progresser notre connaissance du développement humain? »

Knoepfler a déclaré que la recherche posait également une foule d’autres questions. « Y a-t-il un point où une chimère est « trop humaine » ? Par exemple, et si une chimère singe-humain finissait par être plus humaine que singe, des règles spéciales devraient-elles s’appliquer ? » Il a demandé. « Et s’il y a beaucoup de cellules humaines dans le cerveau en développement d’une chimère ? »

La question du cerveau mérite une attention particulière, en partie parce que beaucoup considèrent le cerveau comme l’organe qui rend l’être humain unique. En raison de ces considérations, l’Académie nationale des sciences a réuni un groupe pour peser sur l’éthique et la gouvernance du domaine émergent des organoïdes neuronaux, des greffes et des chimères. Le rapport , publié plus tôt ce mois-ci, indiquait que de nombreux problèmes éthiques dans le domaine pouvaient être résolus par les mécanismes existants, mais qu’il était essentiel de réévaluer en permanence les préoccupations au fur et à mesure que la science se développait.

L’article de Cell est intéressant, a déclaré le coprésident du comité du rapport, Joshua Sanes, neuroscientifique et professeur de biologie moléculaire et cellulaire à Harvard, mais il n’est pas pertinent pour une discussion sur les chimères neurales car les moins de 3 semaines- les vieux embryons n’avaient pas atteint le point d’avoir un système nerveux. Pourtant, il a déclaré que les nouveaux travaux renforçaient l’exhortation du comité à ce que les conversations éthiques « prennent une longueur d’avance ».

« Il est assez clair que tout le peloton avance avec une grande rapidité », a déclaré Sanes. « On ne sait pas à quelle vitesse cela ira ni dans quelle direction, mais nous devons réexaminer ces problèmes régulièrement. »

Des travaux sont déjà en cours pour assouplir les limites éthiques internationalement reconnues qui interdisent aux scientifiques de cultiver tout embryon humain en dehors du corps pendant plus de 14 jours. La règle était en place depuis des décennies et a été élaborée à une époque où il était technologiquement impossible de maintenir les embryons en vie hors du corps pendant plus de quelques jours. Mais cela a radicalement changé ces dernières années, et avec un intérêt accru pour les puissants outils d’édition de gènes tels que CRISPR pour modifier génétiquement les embryons afin de guérir les maladies, la motivation est forte pour repousser les limites biologiques – et pour avoir des directives claires sur ce qui peut aller trop loin.

Dit Knoepfler : « Laisser à chaque chercheur et comité d’examen éthique institutionnel le soin de proposer entièrement ses propres règles sur la recherche sur l’embryon humain me semble être une recette pour de gros problèmes.

RÉACTION D’EXPERTS : Les embryons hybrides humains-singes pourraient aider les scientifiques à comprendre la biologie et les maladies humaines

De : Presse cellulaire

Des chercheurs génèrent des embryons chimériques humains-singes

Des chercheurs en Chine et aux États-Unis ont injecté des cellules souches humaines dans des embryons de primates et ont pu faire pousser des embryons chimériques pendant une période de temps significative, jusqu’à 20 jours. La recherche, malgré ses préoccupations éthiques, a le potentiel de fournir de nouvelles perspectives sur la biologie du développement et l’évolution. Cela a également des implications pour le développement de nouveaux modèles de biologie et de maladies humaines. L’ouvrage paraît le 15 avril dans la revue Cell .

« Comme nous ne sommes pas en mesure de mener certains types d’expériences chez l’homme, il est essentiel que nous disposions de meilleurs modèles pour étudier et comprendre avec plus de précision la biologie et les maladies humaines », déclare l’auteur principal Juan Carlos Izpisua Belmonte, professeur au Laboratoire d’expression génique à l’Institut Salk des sciences biologiques. « Un objectif important de la biologie expérimentale est le développement de systèmes modèles qui permettent l’étude de maladies humaines dans des conditions in vivo . »

Des chimères interspécifiques chez les mammifères ont été fabriquées depuis les années 1970, lorsqu’elles ont été générées chez les rongeurs et utilisées pour étudier les processus de développement précoces. L’avancée qui a rendu l’étude actuelle possible est survenue l’année dernière lorsque l’équipe d’Izpisua Belmonte – en collaboration avec Weizhi Ji de l’Université des sciences et technologies de Kunming dans le Yunnan, en Chine, également auteur du nouveau document – a généré une technologie qui a permis aux embryons de macaques de rester vivent et se développent à l’extérieur du corps pendant une longue période de temps.

Dans l’étude actuelle, six jours après la création des embryons de singe, chacun a reçu une injection de 25 cellules humaines. Les cellules provenaient d’une lignée cellulaire pluripotente induite connue sous le nom de cellules souches pluripotentes étendues, qui ont le potentiel de contribuer aux tissus embryonnaires et extra-embryonnaires. Après un jour, des cellules humaines ont été détectées dans 132 embryons. Après 10 jours, 103 des embryons chimériques étaient encore en développement. La survie a rapidement commencé à décliner et au jour 19, seules trois chimères étaient encore en vie. Mais surtout, le pourcentage de cellules humaines dans les embryons est resté élevé tout au long de leur croissance.« Historiquement, la génération de chimères homme-animal a souffert d’une faible efficacité et de l’intégration des cellules humaines dans l’espèce hôte », explique Izpisua Belmonte. « La génération d’une chimère entre un primate humain et un primate non humain, une espèce plus étroitement liée à l’homme le long de la chronologie de l’évolution que toutes les espèces précédemment utilisées, nous permettra de mieux comprendre s’il existe des barrières imposées par l’évolution à la génération de chimères et s’il y a sont tous les moyens par lesquels nous pouvons les surmonter. »

Les enquêteurs ont effectué une analyse du transcriptome sur les cellules humaines et de singe des embryons. « A partir de ces analyses, plusieurs voies de communication nouvelles ou renforcées dans les cellules chimériques ont été identifiées », explique Izpisua Belmonte. « Comprendre quelles voies sont impliquées dans la communication cellulaire chimérique nous permettra éventuellement d’améliorer cette communication et d’augmenter l’efficacité du chimérisme chez une espèce hôte plus éloignée de l’évolution de l’homme. »

Une prochaine étape importante de cette recherche consiste à évaluer plus en détail toutes les voies moléculaires impliquées dans cette communication interspécifique, dans le but immédiat de trouver quelles voies sont vitales pour le processus de développement. À plus long terme, les chercheurs espèrent utiliser les chimères non seulement pour étudier le développement humain précoce et modéliser la maladie, mais aussi pour développer de nouvelles approches de dépistage de médicaments, ainsi que pour générer potentiellement des cellules, des tissus ou des organes transplantables.

Un aperçu dans la cellule qui l’accompagne décrit les considérations éthiques potentielles entourant la génération de chimères de primates humains/non humains. Izpisua Belmonte note également qu' »il est de notre responsabilité en tant que scientifiques de mener nos recherches de manière réfléchie, en suivant toutes les directives éthiques, juridiques et sociales en place ». Il ajoute qu’avant de commencer ce travail, « des consultations et des examens éthiques ont été effectués à la fois au niveau institutionnel et via la sensibilisation des bioéthiciens non affiliés. Ce processus approfondi et détaillé a aidé à guider nos expériences ».

Réaction d’experts

Ces commentaires ont été rassemblés par le Science Media Center pour fournir une variété de points de vue d’experts sur cette question. N’hésitez pas à utiliser ces citations dans vos histoires. Les opinions exprimées sont les opinions personnelles des experts nommés. Ils ne représentent pas les opinions du SMC ou de toute autre organisation, sauf indication contraire.

Le professeur Megan Munsie est de l’École des sciences biomédicales et de l’École de médecine de Melbourne de l’Université de Melbourne

Bien que cette étude fournisse sans aucun doute des informations importantes sur la biologie du développement, elle soulève également des questions éthiques qui justifient un examen attentif de l’application et de la surveillance. Ce travail stimulera et devrait stimuler des conversations importantes sur les limites à respecter.  »

Bernard Tuch est endocrinologue consultant et directeur du NSW Stem Cell Network

Le professeur par intérim Kuldip Sidhu est cofondateur et directeur de CK Cell Technologies et conjoint avec l’Université de médecine de la Nouvelle-Galles du Sud.

Étude expérimentale : Au moins une chose dans l’expérience a été modifiée pour voir si elle avait un impact sur les sujets (souvent des personnes ou des animaux) – par exemple : changer le temps que les souris passent sur une roue d’exercice pour savoir quel impact cela a sur perte de poids.

Cellules : Il s’agit d’une étude basée sur la recherche de micro-organismes, de cellules, de tissus, d’organes ou d’embryons non humains.

 

International team creates first chimeric human-monkey embryos

https://www.scimex.org/newsfeed/human-monkey-hybrid-embryos-may-help-scientists-understand-human-biology-and-disease