Durant nos tous premiers jours, il arrive aux cellules de l’embryon humain de se fragmenter. Ce phénomène est courant et affecte la survie de l’embryon, en particulier dans le contexte de procréation médicalement assistée. Cette fragmentation restait mystérieuse car l’embryon de souris, habituellement utilisé pour étudier le développement humain, ne forme que rarement ces fragments.
L’équipe menée par le Dr Jean-Léon Maître, directeur de recherche au CNRS et chef d’équipe à l’Institut Curie au sein de l’unité Génétique et biologie du développement (Institut Curie, CNRS, Inserm) a découvert par hasard que ces fragments surviennent plus fréquemment chez la souris après la déstabilisation du fuseau mitotique. Le fuseau mitotique est la structure qui sépare les chromosomes durant la division cellulaire. Grâce à un microscope dit à « feuillet de lumière », ils ont observé la formation de ces fragments en trois dimensions au cours du temps et sur des embryons dont les différents éléments cellulaires avaient été colorés. Ces séquences, filmées ont révélé le déroulement des évènements amenant à la fragmentation des cellules.
Durant la division cellulaire, si les chromosomes ne sont pas bien attachés au fuseau mitotique, ils peuvent se rapprocher anormalement de la surface. Lorsque les chromosomes s’approchent de la surface de la cellule, ils déclenchent une sorte de contraction musculaire qui pince un bout de la cellule et forme un fragment.
Cette séquence d’évènements rappelle un autre processus biologique : la formation du globule polaire lors de la formation de l’ovocyte. Afin de former un ovocyte contenant les ressources suffisantes pour l’embryon, la dernière division, dite « méiotique », éjecte la moitié du génome de la mère dans une mini-cellule, le globule polaire. Les signaux qui coordonnent la formation du globule polaire sont bien connus : les chromosomes sont conduits près de la surface de la cellule et déclenchent une cascade de réactions biochimiques qui induit une contraction et pince un bout de la cellule pour former le globule polaire. Cependant, ces signaux sont supposés être actifs uniquement durant cette étape de la division « méiotique » de l’ovocyte et devraient être absents durant les divisions « mitotiques » de l’embryon.
En observant au microscope la présence de ces réactions biochimiques « méiotiques » dans l’embryon, les scientifiques ont observé qu’elles sont bien présentes lors des évènements de fragmentation de l’embryon. Ainsi, des signaux persistants depuis la formation de l’ovocyte sont à l’origine de problèmes rencontrés par l’embryon. Ces signaux constitueraient des cibles potentielles pour améliorer les techniques de procréation médicalement assistée qui concernent plus de 20 000 naissances par an en France.
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Référence : Pelzer, D., de Plater, L., Bradbury, P. et al. Cell fragmentation in mouse preimplantation embryos induced by ectopic activation of the polar body extrusion pathway. The EMBO Journal. DOI : 10.15252/embj.2023114415 |