Des chercheurs insèrent juste assez d'ADN humain dans des souris pour étudier les naissances prématurées

Les naissances prématurées restent une épidémie mondiale liée à toute une vie de complications potentielles pour la santé. Il est également difficile à étudier chez les créatures vivantes, en particulier la biologie particulièrement précise de la naissance prématurée chez l'homme.

Les chercheurs rapportent dans Biologie PLoS en insérant avec succès juste assez d'ADN humain dans des souris de laboratoire transgéniques, cela a permis à l'équipe d'étudier une partie unique de la grossesse humaine par rapport à d'autres animaux.

Par conséquent, Les scientifiques du Cincinnati Children's Perinatal Institute et du Département de pédiatrie du Collège de médecine de l'Université de Cincinnati ont découvert ce qui contrôle l'expression d'une hormone de stress appelée hormone de libération de corticotrophine (CRH) dans le placenta. Le placenta soutient le fœtus et assure la communication avec la mère.

Les niveaux d'expression de CRH sont liés au moment de la naissance chez l'homme et indiquent si une grossesse sera prématurée, post-terme, ou le terme normal de 37-42 semaines. Malheureusement, les souris gravides et d'autres espèces non primates n'expriment pas naturellement la CRH dans le placenta. Les scientifiques ont dû trouver comment amener les animaux à incorporer la machinerie génétique nécessaire pour exprimer l'hormone.

Ceci est important car les chercheurs ne savent toujours pas ce que fait la CRH dans le placenta pendant la grossesse. Avoir des souris transgéniques avec l'ADN humain nécessaire pour exprimer la CRH dans le placenta devrait les aider à découvrir, selon Louis Muglia, MARYLAND, chercheur principal sur l'étude, Co-directeur de l'Institut périnatal et directeur de la génétique humaine au Cincinnati Children's.

"Le défi de l'étude de la grossesse humaine est que l'approche biomédicale typique nécessite un animal pertinent pour la recherche, " a déclaré Muglia. " Cela a été fait pour le cancer et de nombreuses autres maladies. Le problème est que la grossesse chez l'homme est suffisamment différente pour qu'il n'ait pas été possible de traduire efficacement les résultats des études animales sur l'homme."

Les modèles de souris transgéniques qui imitent les aspects clés de la grossesse humaine devraient également aider les chercheurs à découvrir plus d'informations sur la façon dont l'épigénétique affecte le moment de la naissance. Cela pourrait aider à répondre à des questions de longue date quant à savoir si les expositions environnementales, comme le stress social ou une mauvaise alimentation, influencer l'expression des gènes importants pour un accouchement sain, bébés à terme.

La nature trouve un moyen

Pour amener des souris de laboratoire gravides à exprimer la CRH, L'équipe de Muglia a décidé de tester la génétique et la biologie évolutives. Ils ont expérimenté quelque chose appelé une longue répétition terminale rétrovirale (LTR) connue sous le nom de THE1B.

Les LTR rétroviraux sont des séquences d'ADN identiques qui se répètent continuellement et permettent aux virus d'insérer leur matériel génétique dans le génome d'une espèce hôte. Dans le cas de THE1B, il a sauté dans le génome des primates anthropoïdes (les plus proches parents évolutionnaires de l'humanité) il y a 50 millions d'années.

L'équipe de recherche a développé une hypothèse selon laquelle l'invasion du génome du primate anthropoïde par THE1B pourrait avoir initié l'expression de la CRH dans le placenta pendant la grossesse.

Ils ont testé cela en micro-injectant dans des souris transgéniques 180 kilo-octets d'ADN humain contenant le THE1B LTR et CRH. Muglia a déclaré que les chercheurs ne savaient pas si cela fonctionnerait, mais dans une démonstration éclatante d'adaptabilité génétique, les souris ont intégré et activé l'ADN dans le placenta.

"Nous avons eu la chance que les souris aient déjà la machinerie en attente et prête à activer et à incorporer l'ADN humain et la CRH dans leur placenta pendant la grossesse, " il a dit.

Aperçu du contrôle de la grossesse

Une fois que l'ADN humain était opérationnel dans les placentas de souris, les chercheurs ont édité sélectivement les régions d'ADN de THE1B avec une technique d'édition de gènes précise appelée CRISPR/Cas9. Ils ont découvert que la suppression restreinte de THE1B inhibait l'expression de la CRH et normalisait le moment de la naissance chez les souris transgéniques.

Leurs données ont également révélé une interaction entre THE1B et un facteur de transcription appelé DLX3, qui s'exprime dans le placenta. Les facteurs de transcription sont essentiellement des gènes qui indiquent aux autres gènes ce qu'ils doivent faire. Pendant la grossesse, Le DLX3 est essentiel au développement normal du placenta.

Collectivement, les résultats de l'étude suggèrent que l'insertion rétrovirale de THE1B dans le génome anthropoïde a initié l'expression de CRH dans le placenta en travaillant avec DLX3. Les données suggèrent également que la manipulation intentionnelle des niveaux de CRH placentaire peut modifier le moment de la naissance. Les auteurs soulignent que l'étude actuelle est encore précoce et que ses conclusions ne sont qu'une petite partie d'un puzzle vaste et complexe qui nécessite davantage de recherches.

Dans leurs études en cours sur la CRH, THE1B et DLX3, les scientifiques utiliseront ces nouvelles informations pour explorer comment ces pièces biologiques s'intègrent dans le puzzle complexe de ce qui contrôle le calendrier des grossesses humaines.

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