Sophie Petropoulos, chercheuse au CRCHUM, et son équipe révèlent pour la première fois que l’embryon préimplantatoire de cochon d’Inde est très similaire à l’embryon humain, ce qui ouvre la voie à une meilleure compréhension de l’infertilité et du développement humain précoce.

Les premiers jours du développement d’un embryon humain — la préimplantation — sont importants. C’est à ce moment-là que se forment les premières cellules, qui déterminent si l’embryon peut survivre, comment il s’implantera dans l’utérus et comment les tissus du fœtus se développeront. 

Aujourd’hui, l’utilisation d’embryons humains à des fins de recherche se heurte encore à des limites logistiques, éthiques et juridiques. Les scientifiques se tournent donc vers d’autres modèles, notamment des modèles animaux et des modèles à base de cellules souches.

Dans une nouvelle étude publiée dans Nature Cell Biology, Sophie Petropoulos, chercheuse au Centre de recherche du CHUM (CRCHUM) et au Karolinska Institutet en Suède, montre que le cochon d’Inde constitue un modèle animal fiable et robuste pour améliorer notre compréhension de deux domaines clés de la recherche : la biologie comparative et l’embryogenèse humaine.

Le cochon d’Inde est utilisé depuis longtemps en biologie du développement et présente de nombreuses similitudes avec l’humain sur le plan physiologique. Il est aussi le seul petit animal dont les femelles suivent un cycle œstral complet, comme les femmes, et dont le processus d’implantation ainsi que la formation du placenta ressemblent à ceux de l’humain.

« Malgré ces similitudes, le développement préimplantatoire n’avait encore jamais été étudié », explique Sophie Petropoulos, professeure agrégée à l’UdeM et titulaire de la Chaire de recherche du Canada en génomique fonctionnelle de la reproduction et du développement. « Notre laboratoire cherche à mieux comprendre l’infertilité et le développement humain précoce. Nous voulions donc trouver un modèle permettant de répondre à nos questions. »

Un atlas complet des gènes

« Dans notre étude, nous avons utilisé une technique appelée séquençage ARN de cellules uniques pour dresser un atlas complet des gènes impliqués dans le développement préimplantatoire du cochon d’Inde et analyser leur expression au fil du temps. Nous avons également inhibé et activé des voies de signalisation pour observer comment ces gènes pouvaient influencer le développement de l’embryon, » explique-t-elle. 

« Lorsque nous avons comparé le développement de l’embryon du cochon d’Inde à nos travaux précédents, nous avons été frappés par sa ressemblance étonnante avec l’embryogenèse humaine précoce. »

Cette découverte ouvre de nouvelles perspectives pour mieux comprendre l’infertilité féminine et développer des traitements favorisant une grossesse en santé, souligne Sophie Petropoulos. Elle a mené cette étude avec l’aide des deux premiers auteurs : Jesica Romina Canizo, associée de recherche dans son laboratoire au CRCHUM, et Cheng Zhao, spécialiste de recherche dans son laboratoire au Karolinska Institutet.

« Ce modèle animal peut aider les scientifiques à comprendre comment l’exposition précoce aux médicaments ou aux perturbations environnementales influence la santé des bébés à long terme, ou pourquoi certaines femmes connaissent des échecs répétés d’implantation, » explique la chercheuse.

Elle et son équipe ont maintenant commencé à étudier le développement embryonnaire post-implantatoire et la gastrulation, période durant laquelle tous les organes et tissus du corps humain se forment. Étant donné que 80 % des échecs de grossesse surviennent au premier trimestre, les scientifiques sont particulièrement désireux de comprendre cette phase du développement humain, surnommée la « boîte noire ».

À long terme, le modèle d’embryon préimplantatoire du cochon d’Inde pourrait fournir des informations extrêmement utiles sur les meilleures conditions pour le développement d’embryons et de fœtus en santé, estiment Sophie Petropoulos et son équipe. Cela pourrait contribuer à améliorer les traitements de fertilité et soutenir les technologies de reproduction.

Rédaction : Bruno Geoffroy