Les mécanismes de compactage au stade embryonnaire précoce
Au cours des premières étapes du développement, le blastocyste est constitué d'une couche épithéliale encapsulant la masse interne des cellules, qui donne naissance à tous les tissus embryonnaires. Le positionnement des blastomères à la surface ou à l'intérieur de l'embryon détermine leur différenciation ultérieure, respectivement dans le trophectoderme et la masse cellulaire interne. Les contacts de cellule à cellule favorisent l'expression des gènes de pluripotence, alors que la membrane apicale favorise les gènes du trophectoderme par le biais d'un mécanisme qui n'est pas complètement compris. Après la division au stade à 16 cellules, seuls les blastomères destinés à former la masse cellulaire interne montreraient des contractions périodiques notables. Ce comportement divergent de cellules sœurs suggère une asymétrie dans la division des composants de l'appareil contractile. Pour étudier ce phénomène de plus près, les scientifiques du projet MECHACOMPA (Mechanics of compaction in the mouse pre-implantation embryo) ont examiné les relations fonctionnelles entre les protéines apicales et la contractilité. Un examen attentif du domaine apical a révélé ses faibles niveaux en actine et myosine, indiquant qu'il constitue un domaine de faible contractilité. Lorsqu'il n'est hérité que par une cellule fille, il génère des hétérogénéités de la contractilité des blastomères sœurs et pourrait expliquer leur positionnement différent dans l'embryon. Pour déterminer si les différences de contractilité sont responsables du positionnement des précurseurs de la masse cellulaire interne, MECHACOMPA a mélangé des blastomères modifiés pour avoir une contractilité différente. Ils ont observé que la contractilité était suffisante pour contrôler le positionnement des cellules dans l'embryon préimplantatoire. Une approche mécanistique a été réalisée à partir d'un modèle en trois dimensions du stade à 16 cellules, qui avait des cellules présentant une contractilité différente. Ce modèle a récapitulé avec succès les formes et les mouvements observés dans les expériences et permis de prévoir que l'internalisation se produisait dès que la tension d'un blastomère était supérieure à 1,5 fois celle de ses homologues voisins. Cette prévision quantitative a été confirmée et testée expérimentalement. Curieusement, les troubles de la contractilité affectaient non seulement l'internalisation, mais également la spécification du destin cellulaire, et poussaient les cellules à adopter un destin de tissu embryonnaire. Les chercheurs ont émis l'hypothèse que l'association entre la contractilité, le positionnement et la spécification du destin des blastomères peut être due à un certain type de mécanorécepteur. Dans leur ensemble, les résultats de MECHACOMPA fournissent des preuves sans précédent des mécanismes contrôlant la spécification du destin cellulaire dans l'embryon de mammifère. Cela nous amène un peu plus loin dans la compréhension des étapes initiales complexes du développement embryonnaire.
Mots‑clés
Embryon, masse cellulaire interne, blastomère, MECHACOMPA, contractilité
