Une étude, dont les résultats intitulés «Tridimensional Visualization and Analysis of Early Human Development» ont été publiés dans la revue Cell, a permis, grâce à la combinaison de deux techniques récentes d'immuno-marquage, de microscopie en 3D et une technique permettant de rendre les tissus transparents, de réaliser une série d'observations inédites de l'anatomie d'embryons humains âgés de 6 à 14 semaines. Jusqu'ici, les modèles d'embryon étaient basés «sur l’analyse de fines coupes observées au microscope, nécessitant aux illustrateurs d’assembler et d’interpréter l’ensemble des données pour représenter un organe entier».

Pour réussir cette prouesse, il a d'abord fallu avoir recours à l’immunofluorescence pour marquer les organes intacts: la technique «consiste à utiliser des anticorps fluorescents qui se fixent spécifiquement sur des protéines exprimées par certaines cellules permettant ainsi de les localiser». Ensuite, les tissus embryonnaires ont été rendus transparents «grâce à une technique mise au point chez la souris en 2011» pour pouvoir visualiser le signal fluorescent. Plus précisément, les tissus ont été plongés «dans plusieurs solvants qui ont permis de débarrasser les cellules de leurs lipides membranaires pour ne conserver que leur architecture/squelette protéique et permettre à la lumière de passer».

Ce travail ayant été accompli, un «microscope spécial à feuillet de lumière» a été utilisé: concrètement, «un laser épais de deux micromètres scanne les échantillons transparents permettant de prendre une photo de chaque plan puis l’image 3D de l’organe est restituée par informatique». Ainsi, grâce au marquage par les anticorps des embryons, la présence des cellules recherchées a été révélée de sorte que «des images du système nerveux périphérique, du système vasculaire, des poumons, des muscles ou encore du système urogénital» ont été obtenues.

Cette méthode a permis par exemple de «distinguer les nerfs sensitifs (qui transmettent des signaux sensoriels vers le cerveau) des nerfs moteurs (qui sont reliés aux muscles)», ce qui était jusqu'alors impossible». La «variabilité de l’arborescence nerveuse au niveau des mains» a également été mise en évidence («le développement des nerfs principaux est conservé dans toutes les mains mais celui des petites innervations périphériques est beaucoup plus aléatoire entre les mains gauche et droite et entre les individus»). Enfin, cette méthode présente l'avantage de donner «une idée du rythme de prolifération cellulaire pour chaque organe en comptant les cellules fluorescentes aux différents âges embryonnaires».

Ces données ont été mises à la disposition d'un plus large public, sur un site internet dédié:

https://transparent-human-embryo.com/