Perspectives offertes par la recherche sur l`embryon humain

Journal Identification = MTE Article Identification = 0450 Date: March 15, 2013 Time: 6:19 pm
Mini-revue
mt Médecine de la Reproduction, Gynécologie Endocrinologie 2013 ; 15 (1) : 34-8
Perspectives offertes
par la recherche sur l’embryon humain
Prospects for research on human embryo
René Frydman1
Nelly Achour-Frydman2
1Professeur émérite, Paris Descartes V ;
Consultant Hôpital Foch,
40, rue Worth,
92151 Suresnes,
France
2Responsable UF de Biologie de la
Reproduction,
Hôpital Antoine Béclère,
157, rue de la Porte de Trivaux, 92140
Clamart
UMR 967 Fontenay-aux-Roses Paris Sud,
France
<[email protected]>
Résumé. La recherche sur l’embryon humain représente deux intérêts scientifiques. Le pre-
mier est à visée cognitive : la connaissance du développement précoce et en conséquence
une application à l’amélioration potentielle de l’efficacité de la médecine de la Reproduction.
Le deuxième concerne l’espoir d’une médecine régénératrice, dont les cellules embryonnaires
ne sont pas la seule approche à l’heure des iPS (induced pluripotent stem cells/cellules pluri-
potentes induites) mais en demeurent la référence.
Ces deux objectifs rencontrent les réflexions éthiques sur le statut de l’embryon dont les
approches sont très diverses, voire opposées dans notre société.
Mots clés : recherche sur l’embryon humain, cellule souche embryonnaire
Abstract. Human embryo research is still an ethical debate. But scientific program involving
human embryo research are very important in two directions :
- Increase the knolewdge of the first steps of embryos development in order to increase the
efficiency of assisted reproductive medecine;
- Open the door of a new area of Regenerative Medecine. Human stem cells, even if they are
not the only source of cells differenciation, are at this moment the only one model propose
for clinical trials.
Key words: human embryo research, embryonic stem cells
La recherche sur l’embryon est un
sujet sensible. Son évocation pose
d’emblée une question éthique sur le
statut de l’embryon puisqu’il n’y a
pas de recherche sans destruction de
celui-ci, même si certaines recherches
non invasives peuvent être également
envisagées.
La question du statut de l’embryon
pèse sur les débats bioéthiques, qu’ils
soient juridiques, médicaux ou philo-
sophiques.
L’embryon humain doit-il être
considéré comme une personne
humaine selon la position officielle de
l’église catholique ou bien, comme
une personne potentielle (ou une
potentialité de personne) comme l’a
proposé le Comité national d’éthique
des sciences de la vie (CCNE), dès sa
création en 1984 ? Cette position du
CCNE s’est accompagnée d’un mora-
toire sur les recherches sur l’embryon
en 1986. Le passage de la discus-
sion éthique aux lois eut lieu avec
la première loi dite de bioéthique
en 1994 qui introduisit la possibi-
lité du diagnostic préimplantatoire
(DPI) sur l’embryon tout en mainte-
nant une interdiction de principe sur
la recherche. Seules des recherches
non invasives ne portant pas atteinte
à l’embryon sont alors envisagées.
Cependant, il faudra attendre 5 ans
(1999), avant que le diagnostic pré-
implantatoire puisse voir le jour en
France. En effet, les décrets ont été
publiés avec 5 ans de retard et 10
ans après la première publication
scientifique rapportant la première
naissance après DPI.
Notons que la 2eloi de bioé-
thique en 2004 maintient le système
d’interdiction de la recherche sur
l’embryon, en introduisant un système
de dérogation uniquement pour une
durée de 5 ans. Ce nouveau moratoire
fixé par la loi du 6 août 2004 a pris
fin le 6 juillet 2011 et par conséquent
l’Agence de Biomédecine (ABM) n’a
pas pu délivrer de nouvelles autorisa-
tions de recherche sur l’embryon au
cours de l’année 2011.
Depuis 2004, le clonage à visée
scientifique, c’est-à-dire cognitif, est
interdit, de même que le clonage
reproductif, dont l’interdiction est,
elle, consensuelle. Quant à la création
doi:10.1684/mte.2013.0450
médecine thérapeutique
Médecine
de la Reproduction
Gynécologie
Endocrinologie
Tirés à part : N. Achour-Frydman
34 Pour citer cet article : Frydman R, Achour-Frydman N. Perspectives offertes par la recherche sur l’embryon humain. mt Médecine de la Reproduction, Gynécologie
Endocrinologie 2013 ; 15 (1) : 34-8 doi:10.1684/mte.2013.0450
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d’embryons, passage obligé d’une recherche gamétique
éventuelle, elle est strictement prohibée. C’est ainsi que la
fécondation d’ovocytes congelés et décongelés est inter-
dite jusqu’à la 3eloi de juillet 2011 car tout procédé
nouveau (la congélation ovocytaire en est un), avec ou
sans vitrification, est alors assimilé à de la recherche sur
l’embryon. Il faut donc la loi du 7 juillet 2011 pour voir
la fin de toute référence à la durée de dérogation (ce qui
bien entendu limitait, de fait, les projets de recherche).
Cependant, cette troisième loi de bioéthique maintient
toujours l’interdiction de principe tout en autorisant de
fac¸on explicite la vitrification en tant que méthode (para-
doxe qui reflète bien les tensions puisque la loi ne devrait
définir que des principes généraux, sans entrer dans telle
ou telle méthode laquelle peut varier très vite ; d’ailleurs il
y a déjà 3 méthodes de vitrification et sans doute d’autres
procédés de conservation tels que la lyophilisation sont à
l’étude).
En octobre 2012, suite au changement politique inter-
venu dans notre pays, 15 mois après la précédente loi,
un nouveau projet de loi levant l’interdiction du principe
de la recherche sur l’embryon au profit d’une autorisation
encadrée est en discussion au Sénat, ce qui montre bien la
persistance de ce débat. Ainsi on le voit, indépendamment
des objectifs scientifiques, le débat d’idées s’appuyant sur
des convictions philosophiques ou religieuses est intense.
Comment en serait-il autrement puisque le moment
d’apparition de l’âme (immédiate ou retardée par rapport
à l’acte sexuel fécondant) a fait l’objet d’une abondante
controverse entre d’imminents théologiens au IIeet au
Vesiècle, jusqu’à Saint Thomas d’Aquin au XIIIesiècle.
Entre ceux qui aujourd’hui voient dans l’embryon un gru-
meau de cellules aux potentialités encore multiples mais
hypothétiques (Franc¸oise Quéret) et ceux qui considèrent
qu’il s’agit déjà à ce stade d’une personne humaine à
part entière (Donum Vitae, 1986), ilyaunabîme à pro-
pos duquel les parlementaires franc¸ais n’ont pas voulu
trancher. Le faut-il d’ailleurs ? N’est-ce pas le champ des
convictions personnelles qu’un état même laïc ne saurait
homogénéiser.
Cependant, la question est de savoir si un état laïc
ne devrait pas dissocier les questions religieuses pour
ne se concentrer que sur la pertinence des progrès
scientifiques (tout en vérifiant que les conditions de la
recherche - consentement, information, liberté de déci-
sion du couple à l’origine des gamètes ayant constitué
l’embryon, absence de marchandisation, transparence des
projets de recherches et de leurs résultats - soient bien
respectées).
Dès lors, la deuxième grande question qui se pose
est : «Qu’est-ce que l’on peut attendre des recherches
sur l’embryon ? ».
Ces recherches sont-elles indispensables ou le modèle
animal est-il suffisant ? Ces recherches répondent essen-
tiellement à deux objectifs :
–améliorer la connaissance sur les mécanismes
impliqués dans le développement précoce de l’embryon
humain, sachant que seul 25 % des embryons issus de
fécondation in vitro seront capables de s’implanter et de
donner un enfant ;
–développer une médecine différente basée sur la
thérapie cellulaire, à partir de cellules souches embryon-
naires différenciées chargées de coloniser l’organe
défaillant et d’ouvrir ainsi la possibilité de transplanter in
situ des cellules saines.
Améliorer la connaissance
La compréhension de la biologie du développement
précoce de l’embryon est un terrain vaste, aussi vaste que
notre méconnaissance. Ne pouvant citer toutes les voies
d’étude, on n’en pointera que quelques thèmes.
1. Le développement des technologies d’analyse
moléculaires telles que la CGH-array (Comparative Geno-
mic Hybridization-array), la SNP-array (Single Nucleotide
Polymorphisme-array) ou la PCR quantitative, appliquées
à l’embryon à différents stades de son développement
(zygote, clivé ou blastocyste) montre l’existence d’un
mosaïcisme initial troublant. En effet, 50 à 80 % des
embryons au stade précoce clivé (2eet 3ejours de déve-
loppement) sont porteurs d’une anomalie chromosomique
de nombre ou de structure. Ce taux d’atteinte ne sera
plus que de l’ordre de 30 à 40 % au stade de blasto-
cyste (5eou 6ejour de développement). Quels sont les
phénomènes régulateurs ou correcteurs autres que l’arrêt
de développement in vitro ou in vivo ? Quels sont les
mécanismes moléculaires impliqués dans cette perturba-
tion du cycle cellulaire générant la survenue d’aneuploïdie
(déficit en protéines impliquées dans le cycle cellulaire)
ou d’anomalie de structure (déficit de la recombinai-
son homologue) ? Quelles sont les différences en termes
d’équipement moléculaire entre l’embryon humain et
l’embryon murin chez qui ce phénomène d’aneuploïdie
n’existe pas ?
2. Les mitochondries sont des organites indispen-
sables à la vie cellulaire puisqu’elles sont à la base du
métabolisme énergétique de la cellule. Qu’est-ce qui régit
la ségrégation de l’ADN mitochondriale ? Chez l’homme,
le taux d’hétéroplasmie semble ne pas varier d’un blasto-
mère à l’autre [1] mais ce qui est vrai pour une mutation
donnée l’est-il pour d’autres mutations ?
3. Le processus d’inactivation d’un des deux chro-
mosomes X aboutit à une expression monoallélique de
l’X permettant d’égaliser la quantité de protéines pro-
duites dans les cellules mâles (XY) et femelles (XX). Une
étude [1] robuste a montré que les deux chromosomes X
étaient encore actifs au stade de blastocyste chez l’humain
ce qui est fondamentalement différent des autres mammi-
fères. Ce résultat justifie, s’il le fallait encore, la nécessité
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de mener des études sur l’homme et de ne pouvoir se
contenter des seules données animales.
4. La recherche de marqueurs du potentiel de
développement de l’ovocyte lui-même et d’éventuelles
corrélations avec le milieu qui l’entoure (CGH-array des
cellules à granulosa ou sécrétum ou contenu du liquide
folliculaire) viendra compléter l’approche qualitative four-
nie par l’analyse d’images de la morphologie de l’embryon
(Time lapse). Ces pistes de recherche permettront une
gestion différente de l’existence des embryons (diminu-
tion des embryons transférés, ou à congeler, diminution
du temps pour l’obtention de grossesse) et un meilleur
conseil d’arrêt de l’assistance médicale à la procréa-
tion (AMP) pour certains couples dont les échecs répétés
d’implantation deviennent prévisibles.
Les quelques exemples de l’intérêt des recherches sur
l’embryon humain à un stade précoce de développement
ne sauraient résumer l’ensemble des problèmes fonda-
mentaux ou cliniques à résoudre afin d’améliorer les
résultats des techniques de l’AMP. Mais il est probable qu’à
l’issue de ces recherches, l’AMP de demain s’appuiera
pour toute FIV sur les données de la recherche pour
caractériser le potentiel de développement de chaque
embryon.
Développer
une médecine régénératrice
Un autre champ d’action concerne la recherche sur
l’embryon à propos des cellules souches. Cette approche
est susceptible d’ouvrir la voie à une médecine régénéra-
trice dont les premiers essais sont actuellement en cours.
À la fin des années 1990, les biologistes de la féconda-
tion in vitro cultivent l’embryon humain jusqu’au stade de
blastocyste (5-6 jours). Jusqu’au stade de morula (4ejour
de développement), les cellules embryonnaires sont toti-
potentes, c’est-à-dire que chacune est capable de produire
un organisme entier. Le stade de blastocyste est caractérisé
par l’apparition de la première différenciation des cellules
embryonnaires. L’embryon est alors doté d’une masse cel-
lulaire interne ou bouton embryonnaire à l’origine du futur
fœtus et des cellules du trophectoderme qui tapissent la
sphère interne de l’embryon et qui seront à l’origine des
annexes (placenta, membrane, etc.). Les cellules de la
masse cellulaire interne sont pluripotentes et peuvent se
différencier en tous les types tissulaires à l’exception des
annexes. À partir de la masse cellulaire interne extraite
du blastocyste dans les conditions de culture précises, il
est possible d’obtenir des cellules souches embryonnaires
(CSE) en quantité illimitée. Les CSE sont pluripotentes
puisqu’elles produisent les trois feuillets embryonnaires
(méso-, endo- et ectoderme) et les tissus qui en dérivent
ainsi que les cellules germinales. En revanche, elles ne
sont pas capables de produire un organisme entier, donc
ne sont pas totipotentes. Les CSE peuvent être établies sous
forme de lignées permanentes qui conservent in vitro leur
caractère pluripotent et un génome intact similaire aux
cellules souches embryonnaires primaires. Leur capacité
de prolifération quasi illimitée à l’identique (autorenou-
vellement) permet l’accumulation d’un grand nombre de
cellules souches se prêtant ainsi à l’analyse des différentes
étapes du développement tissulaire.
La possibilité d’obtenir in vitro la différenciation
des CSE (Embryonic Stem cells) en tel ou tel tissu de
l’organisme permet d’envisager aujourd’hui des proto-
coles de thérapie de remplacement.
Produire des neurones de remplacement ou des
cellules capables de sécréter l’insuline ou encore des
cellules myocardiques constitue un challenge pouvant ser-
vir l’ensemble des pathologies liées à la destruction ou
la dégénérescence d’un tissu. L’intégration des cellules
souches greffées permettrait la réacquisition de la fonction
perdue.
Un des problèmes majeurs est celui du rejet immu-
nitaire des cellules souches par le receveur. Certes, une
banque de cellules suffisamment diversifiée pour subve-
nir aux 60 000 profils immunitaires différents serait une
solution, le clonage thérapeutique serait la deuxième stra-
tégie visant à obtenir, à des fins thérapeutiques, des CES
compatibles pour chaque patient. Retirer le noyau d’un
ovocyte, le remplacer par un nouveau noyau du patient
lui-même est théoriquement tentant mais nécessite encore
de nombreux travaux et même la Grande-Bretagne qui a
accordé des autorisations de recherche sur ce sujet n’a pas
vu d’études pertinentes réalisées sur ce thème. Le princi-
pal problème éthique qui se pose est en rapport avec la
source des ovocytes utilisée.
L’existence de cellules souches adultes a été identi-
fiée dans certains organes, inaccessibles le plus souvent
et en nombre limité mais avec une capacité de prolifé-
ration importante quoique variable d’un organe à l’autre.
Mais beaucoup mieux que les cellules souches adultes
dont les transdifférenciations ne sont pas évidentes, voire
contestées, la publication, en 2006, qu’il était possible
de reprogrammer une cellule somatique adulte vers une
forme naïve, a été un véritable tsunami semblant mettre
aux oubliettes l’intérêt des cellules souches embryonnaires
proprement dites.
La révolution introduite par S. Yamanaka et son équipe
qui lui valu le Prix Nobel 2012, réside dans la simplicité de
sa méthode. Ainsi, les «cellules pluripotentes induites »
(induced pluripotent stem cells ou iPS) sont issues de
la reprogrammation de cellules somatiques adultes ou
fœtales différenciées. Les iPS ont été obtenues chez la sou-
ris (miPS) puis chez l’homme (hiPS) par l’expression forcée
d’une combinaison de gènes définis (Oct3/4, Sox2, c-Myc
et KLF4) impliqués dans la pluripotence et la prolifération
cellulaire. Le passage de la souris à l’homme se fait jour
après 2007. Véritable «boulevard de la connaissance »,
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comme le dit Hervé Chneiweiss, neurobiologiste et neuro-
logue, directeur de recherches au CNRS, les iPS humaines
font donc l’objet de nombreux travaux. Les iPS sont des
cellules souches pluripotentes reprogrammées à partir de
cellules adultes, dans lesquelles on a induit artificielle-
ment un état de pluripotence au moyen d’un vecteur viral
qui permet la surexpression transitoire de protéines res-
ponsables du maintien de la pluripotence.
Une reprogrammation du noyau survient, comme le
montrent les modifications chimiques des histones, autour
desquels l’ADN s’enroule. Compte tenu de l’absence de
contraintes réglementaires, il y a actuellement plusieurs
milliers de lignées iPS ; cependant, les approches sont loin
d’être maîtrisées.
De nombreuses différences entre les iPS et les cellules
souches embryonnaires ont été identifiées. La quantité de
gènes exprimés n’est pas identique. Des modifications de
certains gènes soumis à empreinte ont été constatées. Un
état épigénétique différent, tel que des méthylations aber-
rantes ou insuffisantes le laisse penser.
L’impact de ces caractéristiques épigénétiques ainsi
que l’existence d’altération génétique interroge la possi-
bilité de leur utilisation ultérieure. En ce qui concerne
les iPS, notons que la mémoire des cellules adultes
pourrait impacter leur devenir et les caractéristiques épi-
génétiques ou l’existence d’altération génétique possible
interroge sur leur possibilité d’utilisation ultérieure (la pos-
sibilité d’induire des mutations ou des délétions, voire
l’acquisition d’aberrations chromosomiques ou du risque
tumoral reste à étudier). Ces incertitudes et l’absence de
recul à long terme sur les iPS font que leur utilisation en
thérapeutique est encore lointaine).
Cependant, ce sont des outils très intéressants pour
la modélisation des maladies humaines en particulier
génétiques et cela demeure un outil de choix pour les
approches de criblage à la recherche de médicaments
nouveaux.
Aujourd’hui, seuls les essais cliniques avec les cellules
souches embryonnaires sont en cours et aucune avec les
iPS.
Trois essais sont en phase 1, testant la sécurité
et l’approche et non encore l’efficacité du traitement.
L’Agence de Biomédecine nous informe dans son rap-
port annuel 2011 qu’un premier essai utilisant la lignée
H1 (13 ans après sa constitution) est mené par la société
Geron Corporation concernant les traumatismes récents
de la moelle épinière dorsale. Il a été interrompu pour des
problèmes de rachat industriel mais non pour problèmes
médicaux.
Deux autres essais sont menés aux États-Unis pour
deux pathologies rétiniennes très proches l’une de l’autre
et qui peuvent mener à la cécité (la dystrophie maculaire
de Stagardt et la dégénérescence maculaire liée à l’âge).
Le nombre de patientes incluses est trop faible à ce jour
pour en tirer une information. Cependant, notons l’intérêt
porté à la thérapie cellulaire et à la nécessité de garder
les Gold standards que sont les lignées des cellules ES du
bouton embryonnaire jusqu’à preuve du contraire.
Il est donc capital de ne pas se réserver l’utilisation des
cellules embryonnaires uniquement en cas d’alternative
impossible. Cette position sous-entend que l’on a déjà la
réponse à la question posée. Or la toute récente proposi-
tion de révision de la loi de Bioéthique, en octobre 2012,
visant à autoriser la recherche propose néanmoins cette
limitation qui est un non-sens scientifique.
La plupart des études à visée thérapeutique en France
sont à un stade préclinique ou sont sur le point d’être
proposées : il en est ainsi de la production de cardio-
myocytes, qui après des tests chez plusieurs animaux,
feront l’objet d’un essai clinique chez des patients souf-
frant d’insuffisance cardiaque sévère [2].
Il en est également de même pour la production
de cellules hépatiques, l’obtention d’hépatocytes matures
fonctionnels est un objectif qui se rapproche [3-4].
D’autres protocoles de recherche examinent les voies
de différenciation en cellules tissulaires spécialisées, telles
que la production de cellules kératocytaires, les neurones,
les cellules hématopoïétiques, des cellules de l’épithélium
respiratoire, etc.
En conclusion, la liberté d’entreprendre des activi-
tés de recherche sur l’embryon n’est pas un synonyme
d’absence de contrôle. Celui-ci est dévolu à l’Agence
de Biomédecine qui par son conseil d’orientation émet
un avis préalable. Ce conseil s’appuie sur un Collège
d’experts ou d’experts extérieurs au Collège et un rap-
port annuel est remis par l’agence à chaque équipe de
recherche. Conformément au décret du 6 février 2006,
l’ABM met en place un registre national des embryons
humains et cellules embryonnaires humaines détenus
dans les établissements. Ainsi, une trac¸abilité est mise en
place ; reste à apprécier le plus important : la pertinence
du projet scientifique.
L’étude du développement précoce de l’embryon
humain montre un élargissement du champ des connais-
sances applicable dans le domaine de la reproduction
humaine comme dans le champ de la future médecine
régénératrice.
Les réflexions éthiques et un encadrement de ces
recherches sont indispensables à condition que le principe
de précaution actuellement trop pesant n’aboutisse pas à
un blocage de ces recherches. La recherche sur l’embryon
est balbutiante, la compréhension des 75 % d’absence
d’implantation ou du pourcentage élevé de malformations
congénitales, invitent à pratiquer dans un cadre défini une
audacieuse politique d’innovation et de recherche dans ce
domaine.
La recherche sur l’embryon fait partie intégrante des
perspectives de la médecine régénératrice même si ce
n’est pas la seule voie d’issue, les cellules fœtales (liquide
amniotique, sang du cordon et iPS) sont des voies
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parallèles, certaines étant plus adaptées à certaines
affections. Le passage à un régime d’autorisation avec
encadrement est tout à fait souhaitable.
Conflits d’intérêts : aucun.
Références
1. Okamoto I, Patrat C, Thépot D, et al. Eutherian mammals use
diverse strategies to initiate X chromosome inactivation during deve-
lopment. Nature 2011 ; 472 : 370-4.
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potent cardiovascular progenitors from primate pluripotent stem cells
engrafts in postmyocardial infarcted nonhuman primates. J Clin Invest
2010 ; 120 : 1125-39.
3. Touboul T, Hannan NR, Corbineau S, et al. Generation of functio-
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defined conditions that recapitulate liver development. Hepatology
2010 ; 51 : 1754-65.
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like cell production from human embryonic stem cells and adult liver
progenitor cells : CAR transduction activates a battery of detoxifica-
tion genes. Stem Cell Rev 2011;7:518-31.
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