Pouvoir diffuser les premières images 3D réelles des tissus et organes d’embryons, telle est la prouesse réalisée par Alain Chédotal, directeur de recherche Inserm, et ses collaborateurs dont les travaux ont été publiés dans la revue Cell le 23 mars 2017.
En combinant des techniques récentes de marquage et de microscopie 3D, les chercheurs ont mis au point un nouveau procédé d’exploration de l’anatomie embryonnaire permettant d’obtenir des photos et des films en 3 dimensions de plusieurs tissus et organes d’embryons et fœtus humains âgés de 6 à 14 semaines.
Leur prochain objectif est de constituer une banque internationale d’images pour disposer d’un véritable atlas en 3D de l’embryon humain au cours du premier trimestre de développement, avec une recherche possible organe par organe; dans un but didactique mais également pour que les chirurgiens qui opèrent in utero détiennent des images précises.
Une nouvelle technique d’exploration de l’embryon
Jusqu’alors l’observation d’organes embryonnaires entiers nécessitait l’analyse, l’assemblage et l’interprétation de données issues de fines coupes scrutées au microscope. Les chercheurs ont réussi en s’appuyant sur les nouvelles méthodes d’imagerie en 3 dimensions et en combinant trois techniques (immunofluorescence, clarification des tissus et observation microscopie) à diffuser les premières images 3D réelles des tissus et organes d’embryons.
L’immunofluorescence permet de « marquer » les organes intacts avec des substances fluorescentes qui permettent de localiser et visualiser ces derniers. Ensuite il est nécessaire de rendre les tissus constitutifs des organes « transparents » : cela consiste à plonger ces derniers dans plusieurs solvants afin de ne conserver que l’architecture des cellules composant le tissu. Les échantillons obtenus sont « révélés » par un microscope spécial équipé d’un laser qui les scanne et prend en photo chaque plan de ces échantillons. L’image 3D de l’organe est ensuite restituée par informatique.
Cette technique a permis d’obtenir des images du système nerveux périphérique, du système vasculaire, des poumons, des muscles ou encore du système urogénital.
« Ce que nous avons observé a confirmé les données connues en embryologie mais c’est la première fois que nous obtenons des images réelles de l’organisation des tissus avec autant de détails. Nous avons notamment découvert des choses qu’il n’était pas possible de voir sans marquage spécifique. Nous avons par exemple réussi à distinguer les nerfs sensitifs (qui transmettent des signaux sensoriels vers le cerveau) des nerfs moteurs (qui sont reliés aux muscles), ce qui était alors impossible », explique Alain Chédotal.
Par ailleurs les chercheurs ont également découvert la variabilité qui existe au sein de l’arborescence nerveuse au niveau des mains; et ont désormais une idée du rythme de prolifération cellulaire pour chaque organe en comptant les cellules fluorescentes aux différents âges embryonnaires.
Une future banque internationale d’images 3D de l’embryon humain
Un site internet (Transparent Human Embryo) a été créé par l’équipe de chercheurs dans l’optique de mettre ces données à la disposition d’un plus large public : « Nous y proposons nos films libres d’accès et allons l’enrichir au fur et à mesure que nous en produirons de nouveaux. Nous aimerions également que d’autres laboratoires puissent le compléter avec leurs propres travaux. L’objectif est d’en faire une banque internationale d’images pour disposer d’un véritable atlas en 3D de l’embryon humain au cours du premier trimestre de développement, avec une recherche possible organe par organe. Il y a à la fois un but didactique mais aussi une utilité clinique notamment pour les chirurgiens qui opèrent in utero et disposeront ainsi d’images précises des tissus de l’embryon ou encore de leur système nerveux et vasculaire », concluent les chercheurs.
