Carnet du petit Tom : Physique, biologie et évolution...

01 mai 2007

Gastrulation, religion et cellules souches

Tout comme Vincent Fleury, le processus de la gastrulation me fascine et m'émerveille. Rappelons que la gastrulation est cette étape incroyable du développement de l'embryon durant laquelle se met en place ce qu'on pourrait qualifier de "plan d'organisation de base" des organismes.

Chez Xenopus, qui est l'organisme modèle le mieux connu, cette étape est à la fois incroyablement complexe et extrêmement rapide. 7 h après la fécondation, l'embryon de Xenopus est encore au stade blastula et ressemble (en gros) à une boule de cellules (apparemment indifférenciées, si ce n'était la pigmentation du haut de l'embryon qu'on appelle pôle animal). Les fameuses cellules souches embryonnaires sont alors à l'intérieur de l'embryon. La gastrulation commence 8 à 9 h après la fécondation : une couche de cellules à l'extérieur de l'embryon va alors se replier à l'intérieur de celui-ci (un peu comme une chaussette qu'on retournerait), formant une cavité qu'on appelle archenteron et qui donnera le futur tube digestif. L'image ci-contre est une représentation de ce processus, tirée du site gastrulation.org. La première colonne est une vue externe, la seconde une vue interne, les deux dernières s'intéressant à des tissus particuliers. Le temps évolue de haut en bas. On voit comment les tissus violets, jaunes et verts passent de l'extérieur à l'intérieur de l'embryon. Au cours de ce processus se forme aussi l'axe antéro postérieur qui va structurer tout l'organisme : l'excroissance verte en bas à droite donne une idée de l'emplacement de la future tête ! Ainsi l'embryon se déforme et se structure au cours de ce procédé, si bien que 24 h seulement après la fécondation, on reconnaît déjà parfaitement des tétards dans ces embryons. 24h plus tard, le tétard commence à bouger, sort de son oeuf, et on peut déjà voir le coeur battre, les branchies se former. Pourtant, l'animal n'a encore ni bouche, ni estomac et vit toujours sur les réserves de l'oeuf ! Vu de l'extérieur, on a le sentiment que toute la suite n'est en quelque sorte que du fignolage, pendant lequel les organes se structurent et se complexifient.

Voir ainsi un organisme vivant se "former" en 24 h est une expérience (osons le dire) quasi-mystique. Et quelques interrogations philosophiques m'ont traversé : à quel moment le tétard devient-il "vivant" ? Au stade blastula, pour moi, pas de problèmes : l'embryon n'est encore qu'un amas de cellules (dont un certain nombre de cellules souches). Qu'en est-il quelques heures après ? Juste après la gastrulation, la structure est en place, mais concrètement ce n'est qu'une "réorganisation" des cellules de la blastula. Lorsque le coeur commence à battre, l'embryon vit toujours sur ses réserves, n'a pas estomac; mais lorsqu'on le touche, il réagit et se met à gigoter par réflexe de la même façon que lorsqu'il est sorti de l'oeuf. C'est comme si l'embryon marchait vers l'état final de tétard petit à petit, mais il semble difficile de définir clairement une frontière entre vivant et inerte après la gastrulation. C'est d'autant plus difficile chez le tétard que le développement précoce (que je définirais comme passage de l'inerte au vivant) et le fignolage (que je définirais comme le passage d'un embryon vivant à un tétard fonctionnel) sont complètement autonomes - au contraire des mammifères par exemple : l'oeuf est fermé, donc en théorie, une fois la fécondation effectuée, roulez jeunesse, le développement va à son terme.


Ce genre d'interrogations est en fait assez courant dans les labos d'embryologie et dérive quasiment instantanément sur les problèmes posés par la religion dans la science. Confrontés à la droite religieuse américaine, les embryologistes locaux, travaillant notamment sur les cellules souches, sont bien obligés de connaître à fond ces dossiers sensibles, à la fois sur le plan scientifique et religieux. La surprise est que les scientifiques ne manquent pas d'arguments religieux. Car si la religion catholique décrit l'embryon humain comme sacré dès la fécondation, il n'en a pas toujours été ainsi. Ainsi, Saint Augustin affirmait que "l'âme" ne pouvait venir dans l'embryon tant que le corps n'était formé (cliquer ici). Saint Augustin aurait donc normalement reconnu qu'il n'y a pas d'âme avant la gastrulation. Pendant longtemps, l'Eglise a également repris la tradition juive, qui stipule que "l'âme" n'entre dans le corps que 40 jours après la fécondation (Détail amusant révélateur de l'époque : Saint Augustin prétendait que c'était 40 jours pour un homme, mais 90 jours pour une femme). En cela, l'ancienne position de l'Eglise et celle de la religion juive ne sont pas si inconsistentes avec la science moderne : la gastrulation a lieu au bout de 20 jours chez l'homme, et les 40 jours correspondraient à peu près aux premiers battements de coeur (au bout de deux mois environ). Pour les autres religions, les interprétations divergent. L'islam est (là encore) plus proche du judaïsme et accorde une période de latence plus longue : environ 100 jours. Le boudhisme est comme le catholicisme "moderne" et considère que l'âme entre dans l'oeuf dès la conception. Cependant cette conception est à mon avis difficilement compatible avec les connaissances scientifiques : un seul oeuf peut aboutir en effet à deux personnes, que cela soit par l'intermédiaire d'une première division en deux oeufs indépendants aboutissant à des jumeaux, ou par un défaut de gastrulation donnant deux axes antéro-postérieurs dans le même embryon et aboutissant à la naissance de siamois.

On peut donc constater que :
  • la gastrulation est un processus très clair et très bien défini, avant lequel l'embryon est incontestablement non structuré. On ne peut parler d'être vivant avant la gastrulation, et cela rejoint la tradition de Saint Augustin
  • par ailleurs, l'exemple des siamois montre qu'un défaut de gastrulation, peut entraîner la formation de deux êtres vivants, donc que la définition de ce qu'est le futur être vivant est, il me semble, post-gastrulation.
Ces deux arguments, ainsi que la compatibilité avec certaines autres grandes traditions religieuses, me laissent penser que les scientifiques peuvent remporter la "bataille" sur les cellules souches embryonnaires (extraites avant la gastrulation), y compris sur le terrain philosophico-religieux.

2 commentaires:

Benjamin a dit…

Pourquoi ne peut-on parler d'être vivant avant la gastrulation? les cellules de l'embryon sont bien "en vie", non?

Si l'on reprend des arguments du même tonneau, une scission supplémentaire de l'oeuf fécondé donne deux vrais jumeaux... donc deux êtres vivants. Ou encore, on peut très bien affirmer que les territoires délimitant les feuillets embryonnaires sont délimités dès la fécondation, mais invisibles (polarité de l'oeuf + fécondation = croissant gris qui préfigure le lieu de la gastrulation, etc.).

Bref, avec le même genre d'arguments que pour la gastrulation, on parviendrait à démontrer que c'est la fécondation qui amorce la structure de l'individu (ce qui, au passage, est la position de l'église catholique moderne ; là il n'y a plus compatibilité).

Dans l'ensemble, je suis vachement pas confortable quand il s'agit de toucher aux embryons humains, et mon pari de Pascal serait de ne pas y toucher du tout.

Tom Roud a dit…

Merci de ton commentaire

"Pourquoi ne peut-on parler d'être vivant avant la gastrulation? les cellules de l'embryon sont bien "en vie", non?"

Oui, elles sont en vie, mais comme tes globules rouges par exemple : si elles sont individuellement vivantes, elles ne forment pas un organisme à part entière. La preuve est encore chez Xenopus : tu peux déclencher artificiellement la gastrulation et la formation d'un embryon apparemment presque normal sans même la fécondation. Mais ce n'est clairement pas un organisme vivant par définition. Par ailleurs, si tu bloques par un moyen ou un autre la gastrulation, tu empêches le développement du futur organisme, mais les cellules elles se portent bien. Donc la vie des parties (cellules) est largement décorrélée de la vie du tout (organisme). Le problème est de savoir quand le tout devient plus que les parties.

Sinon, pour les territoires délimitants les feuillets embryonnaires, avant la gastrulation, ces territoires sont en fait plus ou moins délimités dès l'ovocyte; avant la gastrulation, on a juste (en gros) une série de divisions celllulaires. Donc, si on remonte avant la gastrulation pour définir "le vivant", cela me semble tout à fait acceptable aussi dans ce cas de contester la formation du croissant gris, la rotation corticale, et même la fécondation qui n'apporte en fait que du matériel génétique (et la meilleure preuve que c'est inutile est que l'embryon peut de développer à un stade avancé sans fécondation). Autrement dit, si on pousse le raisonnement, dans ce cas le gamète lui-même est un embryon - d'ailleurs c'est un peu vrai : c'est comme cela que le clonage marche - et il est moralement obligatoire de sauver tous les ovocytes !


Pour cette histoire de jumeaux, mon argument est simplement que le moment où un embryon devient "vivant" est obligatoirement postérieur au dernier instant où l'on peut faire plusieurs organismes à partir d'un oeuf, puisque c'est l'unité et le fonctionnement de l'organisme qui définit sa vie (par rapport aux vies individuelles des cellules). Autrement dit, postérieur au temps où l'embryon acquière définitivement un statut unique; le moment où l'embryon forme un vrai tout indivisible, un organisme à part entière. L'exemple des jumeaux montre que ce moment est postérieur à la première division. L'exemple des siamois montre que ce moment est aussi postérieur à la gastrulation.



Sinon pour le pari de Pascal, sans être non plus tout à fait "à l'aise" et pour basculer sur un autre débat, il me semble que "moralement", c'est tout à fait équivalent de détuire un embryon au stade "bastula" pour avoir des cellules souches que de détruire un embryon au cours d'un avortement par exemple.Et au stade blastula, un embryon n'est qu'un amas de cellules à peine différenciées, on ne peut pas parler d'être vivant, même si les cellules sont individuellement vivantes. Ou alors il faut interdire au plus vite l'avortement.