Par Patrick Pla, Université Paris-Saclay

Pour des raisons évidentes d’éthique, l’étude du développement humain a été toujours bien plus compliqué que l’étude de celui des animaux et des plantes. Les avortements (spontanés ou non) ont toujours été une importante source d’observation.
Cependant, les premières étapes pré-implantatoires ont pu être étudiées précisément depuis la mise au point de la fécondation in vitro à la fin des années 1970 (Niakan et al., 2012). Pour le reste, le modèle souris a longtemps été la référence pour le développement des mammifères mais il existe de grandes différences entre le développement des rongeurs et des primates, notamment la topologie générale de l’embryon au stade de la gastrulation.

Les cellules souches pluripotentes que ce soit les cellules embryonnaires souches (ES) issues des blastocytes ou les cellules induites iPS sont maintenant une grande ressource pour connaître les étapes du développement embryonnaire humain et pouvoir expérimenter sur ces étapes. La topologie en 2D de la culture cellulaire classique a laissé la place à des cultures en 3D menant à la formation d’organoïdes qui présentent des similitudes importantes avec les mêmes organes dans les embryons.
Des blastocystes issues de cellules pluripotentes humaines (ES ou iPS) avec une bonne organisation tridimensionnelle ont pu être obtenus avec divers protocoles (Luijkx et al., 2022).

Egalement, Warmflash et al., 2014 ont rapporté que les cellules ES humaines cultivées dans des micro-disques recouverts de matrice extracellulaire (ECM) et stimulées avec BMP4, se différencient de manière reproductible en anneaux cellulaires organisés radialement, exprimant des marqueurs d’ectoderme, mésoderme, endoderme et de trophectoderme, disposés à partir du centre vers la périphérie. Les cellules mésendodermiques dans ces cultures présentent des caractéristiques de transitions épithélio-mésenchymateuses. Des gastruloïdes humains ont pu être obtenus et permettre l’étude des voies de signalisation BMP, Nodal et Wnt durant une période de développement jusqu’alors inaccessible (Yoney et al., 2018; Chhabra et al. 2019).

SITES POUR ALLER PLUS LOIN SUR LE DEVELOPPEMENT HUMAIN :
- Adhérence cellule-cellule
- Arabidopsis thaliana
- Axe antéro-postérieur chez la drosophile
- Caenorhabditis elegans
- Concepts principaux
- Contrôle de la traduction
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- Exercices sur le contrôle de l’expression des gènes
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- Exercices sur le développement des muscles striés squelettiques
- Exercices sur les cycles et les divisions cellulaires
- Exercices sur les étapes du développement, les inductions embryonnaires et la mise en place des axes de polarité
- Exercices sur les matrices extracellulaires, le cytosquelette et les adhérences cellule-cellule
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- La voie de signalisation de l’auxine et ses rôles
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- La voie de signalisation Hippo et ses composants YAP/TAZ
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- Le clivage
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- Le destin des cellules et les réseaux de régulation génique
- Le développement des bourgeons de membre
- Le développement des muscles striés squelettiques
- Le développement des organes génitaux et des cellules germinales
- Le développement du cortex
- Le méristème apical caulinaire en phase végétative et lors de la formation d’une fleur
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- Le xénope
- Les cellules des crêtes neurales
- Les cellules et les gènes en action dans le développement
- Les cellules souches
- Les cellules tumorales
- Les cycles et les divisions cellulaires
- Les étapes du développement
- Les étapes du développement embryonnaire d’Arabidopsis thaliana et leur contrôle
- Les inductions embryonnaires et les gradients de morphogène
- Les matrices extracellulaires animales
- Les organismes modèles
- Les outils pour étudier l’expression et la fonction des gènes
- Les techniques et les outils pour la biologie cellulaire
- Les transitions épithélio-mésenchymateuses et les migrations cellulaires
- Les vésicules extracellulaires
- Les voies de signalisation
- Les voies de signalisation FGF
- Mise en place des axes chez les Vertébrés
- Structures et processus cellulaires
- Voies de signalisation WNT