Africa-Press – Gabon. Les images sont stupéfiantes. Il s’agit là de la première cartographie 3D d’une tête d’embryon, des travaux d’une équipe de scientifiques français parues dans la revue Cell.
La toute première carte tridimensionnelle d’une tête embryonnaire humaine
Pour réaliser cette prouesse, les différentes équipes (Inserm, CNRS, Sorbonne Université, Institut de la vision, Université Claude Bernard Lyon 1, Hospices civils de Lyon), coordonnées par Alain Chédotal, prix de recherche Inserm 2017, ont eu recours à des techniques alliant biochimie et une optique sophistiquée, le microscope à feuillet de lumière.
Résultat: la toute première carte tridimensionnelle d’une tête humaine embryonnaire. Regardez le résultat avec cette image 3D de glande lacrymale dont les différents éléments ont été colorisés par un logiciel de réalité virtuelle (voir image et vidéo ci-dessous).
La tête, la structure la plus complexe du corps humain
Pour mémoire, la tête est en effet la structure la plus complexe du corps humain. Car outre ses différentes enveloppes protectrices (os, muscles, peau) elle contient bien sûr le cerveau sans compter sur les éléments vasculaires (artères, veines), les nerfs sans oublier les glandes, celles dites endocrines (secrétant des hormones directement dans la circulation sanguine) comme l’hypophyse, mais aussi les exocrines (secrétant des substances vers le milieu extérieur) telles les glandes salivaires ou lacrymales.
Les chercheurs travaillent depuis déjà plusieurs années à élucider les mécanismes qui contrôlent le développement de structures comme la tête, les malformations à ce niveau étant présentes chez environ un tiers des bébés présentant des anomalies congénitales.
Or, les connaissances actuelles sont à ce jour encore très parcellaires et proviennent d’études réalisées pour la plupart dans la première moitié du 20e siècle, à l’aide de simples coupes anatomiques et d’analyses de tissus. C’est tout l’intérêt de l’application de ces techniques récentes dites de transparisation où tout commence avec le recueil d’embryons, tous issus d’une biobanque de tissus humains constituée à visée de recherche, à différents stades du développement.
“Découvrir des caractéristiques jusqu’alors inconnues du développement des muscles, des nerfs et des vaisseaux sanguins”
Les organes sont, dans un premier temps et grâce à différents lavages par des bains chimiques, rendus transparents à la lumière. Ensuite, les échantillons peuvent être imagés en 3D à l’aide du microscope à feuillet de lumière, qui les scanne avec une fine feuille de lumière laser. Ce qui permet de localiser in situ avec une précision inégalée les cellules constituant les tissus embryonnaires.
“Cela nous a permis de découvrir des caractéristiques jusqu’alors inconnues du développement des muscles, des nerfs et des vaisseaux sanguins crâniens, du crâne et des glandes exocrines crâniennes, précise Alain Chédotal dans le communiqué de presse de l’Inserm. Par exemple, les tout premiers stades de développement des glandes salivaires et lacrymales n’avaient jamais pu être étudiés chez l’être humain. Nos travaux nous ont permis de commencer à visualiser et à mieux comprendre les mécanismes à l’origine de leur mise en place”, ajoute-t-il.
Image 3D obtenue en microscope à feuillet de lumière d’une glande lacrymale d’embryon humain de 12 semaines transparisé. Les différents éléments de la glande ont été colorisés à l’aide d’un logiciel de réalité virtuelle. Crédits: Raphaël Blain/Alain Chédotal, Institut de la vision (Inserm/CNRS/Sorbonne Université)
Prochaine étape: cartographier toutes les cellules de la rétine
Ces travaux poursuivent un but bien précis: mieux comprendre le développement des structures complexes comme la tête humaine et, par conséquence, les anomalies congénitales responsables des malformations.
Les chercheurs ont aussi créé une interface web, Hudeca, permettant de partager les images obtenues, mais également d’accéder à des modèles pour l’impression 3D et à des reconstructions 3D interactives d’embryons humains. Prochaine étape: cartographier toutes les cellules de la rétine.
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