Des mini-placentas cultivés en laboratoire mettent en lumière la pré-éclampsie et les troubles de la grossesse
Les scientifiques ont cultivé des « mini-placentas » en laboratoire et les ont utilisés pour faire la lumière sur la façon dont le placenta se développe et interagit avec la paroi interne de l’utérus – des découvertes qui pourraient aider les scientifiques à mieux comprendre et, à l’avenir, potentiellement traiter la pré-éclampsie.
L’étude, publiée aujourd’hui dans Cellule souchemontre qu’il est possible d’expérimenter sur un placenta humain en développement, plutôt que de se contenter d’observer des spécimens, afin d’étudier les troubles majeurs de la grossesse.
Le succès d’une grossesse dépend du développement du placenta au cours des premières semaines de gestation. Pendant cette période, le placenta s’implante dans l’endomètre – la muqueuse de l’utérus de la mère.
Les interactions entre les cellules de l’endomètre et les cellules du placenta sont essentielles au succès d’une grossesse. En particulier, ces interactions sont essentielles pour augmenter l’apport sanguin maternel au placenta, nécessaire à la croissance et au développement du fœtus.
Lorsque ces interactions ne fonctionnent pas correctement, elles peuvent entraîner des complications, comme la pré-éclampsie, une maladie qui provoque une hypertension artérielle pendant la grossesse. La pré-éclampsie survient dans environ six premières grossesses sur 100 et peut mettre en danger la santé de la mère et du bébé.
La plupart des troubles majeurs de la grossesse – pré-éclampsie, mortinatalité, retard de croissance par exemple – dépendent de défauts dans le développement du placenta au cours des premières semaines. Il s’agit d’un processus incroyablement difficile à étudier : la période qui suit l’implantation, lorsque le placenta s’enfonce dans l’endomètre, est souvent décrite comme une « boîte noire du développement humain ».
Au cours des dernières années, de nombreux scientifiques – dont plusieurs à Cambridge – ont développé des modèles embryonnaires pour nous aider à comprendre le développement préimplantatoire précoce. Mais le développement ultérieur est entravé parce que nous comprenons si peu les interactions entre le placenta et l’utérus. »
Professeur Ashley Moffett, Département de pathologie, Université de Cambridge
Le professeur Moffett et ses collègues de l’Institut Friedrich Miescher, en Suisse, et du Wellcome Sanger Institute, à Cambridge, ont utilisé des « mini-placentas » – un modèle cellulaire des premiers stades du placenta – pour ouvrir une fenêtre sur le début de la grossesse et contribuer à améliorer notre compréhension des troubles de la reproduction. Connus sous le nom d’« organoïdes trophoblastiques », ils sont cultivés à partir de cellules placentaires et modélisent si étroitement le placenta précoce qu’il a déjà été démontré qu’ils enregistraient une réponse positive à un test de grossesse en vente libre.
Dans des travaux antérieurs, le professeur Moffett et ses collègues ont identifié des gènes qui augmentent le risque ou protègent contre des affections telles que la pré-éclampsie. Celles-ci ont mis en évidence le rôle important des cellules immunitaires que l’on trouve uniquement dans l’utérus, connues sous le nom de « cellules tueuses naturelles de l’utérus », qui se regroupent dans la muqueuse de l’utérus, à l’endroit où le placenta s’implante. Ces cellules assurent les interactions entre l’endomètre et les cellules du placenta.
Dans leur nouvelle étude, son équipe a appliqué des protéines sécrétées par les cellules tueuses naturelles utérines aux organoïdes du trophoblaste afin qu’ils puissent imiter les conditions dans lesquelles le placenta s’implante. Ils ont identifié des protéines particulières qui étaient essentielles au développement des organoïdes. Ces protéines vont contribuer au succès de l’implantation, permettant au placenta d’envahir l’utérus et de transformer les artères de la mère.
« C’est la seule fois où nous connaissons une cellule normale envahissant et transformant une artère, et ces cellules proviennent d’un autre individu, le bébé », a déclaré le professeur Moffett, également membre du King’s College de Cambridge.
« Si les cellules ne parviennent pas à envahir correctement, les artères de l’utérus ne s’ouvrent pas et le placenta – et donc le bébé – est privé de nutriments et d’oxygène. C’est pourquoi des problèmes surviennent plus tard au cours de la grossesse, lorsque il n’y a tout simplement pas assez de sang pour nourrir le bébé et soit il meurt, soit il est très petit. »
Les chercheurs ont également découvert plusieurs gènes qui régulent le flux sanguin et facilitent cette implantation, ce qui, selon le professeur Moffett, fournit des indications pour de futures recherches visant à mieux comprendre la pré-éclampsie et des troubles similaires.
Le Dr Margherita Turco, de l’Institut Friedrich Miescher en Suisse et co-responsable de ce travail, a ajouté : « Bien qu’elle touche des millions de femmes chaque année dans le monde, nous comprenons encore très peu de choses sur la pré-éclampsie. fin de grossesse, mais pour vraiment la comprendre – la prévoir et la prévenir – il faut regarder ce qui se passe au cours des premières semaines.
« En utilisant les « mini-placentas », nous pouvons faire exactement cela, en fournissant des indices sur comment et pourquoi la pré-éclampsie se produit. Cela nous a aidé à découvrir certains des processus clés sur lesquels nous devrions maintenant nous concentrer davantage. Cela montre le pouvoir de la science fondamentale pour nous aider à comprendre notre biologie fondamentale, quelque chose qui, nous l’espérons, fera un jour une différence majeure pour la santé des mères et de leurs bébés.
La recherche a été soutenue par Wellcome, la Royal Society, le Conseil européen de la recherche et le Conseil de la recherche médicale.