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Studying early development in human embryo is both an ethical and a technical challenge. In addition, a strict legislation surrounds research on human embryo. As it is difficult to study the post-implantation embryonic development in vivo and without enough efficient culture method previously available ex vivo, in vitro culture models have been proposed for studying morphogenesis. These models, initially developed on mouse embryo and more recently on human embryo, allowed analyzing the embryo organization at this crucial peri-implantation period. However, it remained a “black box” because it takes place as the blastocyst is implanting into the uterus. The development of new techniques of image analysis and the improvement of culture models, thanks to the advance of both the culture media composition and the three dimensions (3D) supports development, made it possible to reveal the growth and morphogenesis of the embryo in in vitro very prolonged culture methods, until the 14th day post-fertilization. More precisely, and to summarize, these recent studies paved the way of a better understanding of the embryo development from pluripotent cells to a three-dimensional polarized cellular organization. The transition from the blastocyst to the didermal disc surrounded by the two layers : the epiblast and the primitive endoderm in the human embryo or egg-cylinder stage in the mouse, a structure composed of the pro-amniotic cavity delimited by the epiblast and the extra-embryonic endoderm surrounded by the primitive endoderm. In the course of peri-implant development, two major modifications concerning embryonic morphogenesis take place with the establishment of the anteroposterior axis in 2D and its evolution towards a 3D structure at the time of gastrulation. These technical significant progress report the ability of the human embryo, as previously proved in mice, to develop in the absence of maternal tissue. Recent studies emphasize the autonomy of the embryo in this early organization. Nevertheless these technical advances, allowing an embryonic culture at increasingly advanced stages, raise a certain number of ethical issues.

Étudier le développement embryonnaire humain précoce est un défi à la fois éthique et technique. De plus, la recherche sur l’embryon humain est soumise à une réglementation stricte. Du fait de la difficulté d’étudier le développement embryonnaire postimplantatoire in vivo, et en l’absence de modes de culture ex vivo suffisamment performants, des modèles de culture in vitro pour étudier la morphogenèse ont été proposés. Ces modèles, initialement développés sur l’embryon de souris et plus récemment appliqués à l’embryon humain, ont permis d’analyser l’organisation de l’embryon à la période cruciale péri-implantatoire et d’appréhender ces étapes de développement jusqu’alors méconnues car difficilement accessibles en raison de l’enfouissement endométrial de l’embryon. Le développement de nouvelles techniques d’analyse d’image, combiné à la mise au point de modèles de culture (amélioration de la composition des milieux de culture, développement de supports en trois dimensions [3D]), ont permis de révéler la croissance et la morphogenèse de l’embryon en culture in vitro très prolongée, jusqu’au quatorzième jour postfécondation. Ainsi, ces nouveaux modèles ont abouti au développement d’une organisation cellulaire polarisée en 3D, à partir de cellules pluripotentes non jointives. L’étude du développement de l’embryon de mammifère décrit les étapes allant de la transition du blastocyste vers le disque didermique formé des deux feuillets, l’épiblaste et l’endoderme primitif dans l’embryon humain ou jusqu’au stade d’œuf cylindre chez la souris, structure composée de la cavité proamniotique délimitée par l’épiblaste et l’endoderme extra-embryonnaire surentouré de l’endoderme primitif. Au décours du développement péri-implantatoire, deux modifications majeures concernant la morphogenèse embryonnaire se déroulent, avec l’établissement de l’axe antéropostérieur en 2D et son évolution vers une structure en 3D, au moment de la gastrulation. Ces prouesses techniques de culture in vitro montrent la capacité de l’embryon humain, comme prouvé précédemment chez la souris, de se développer en l’absence de tissu maternel. Les études récentes soulignent l’autonomie de l’embryon dans cette organisation précoce et ceci jusqu’à la fin de la deuxième semaine postfécondation. Ces avancées techniques, permettant une culture embryonnaire à des stades toujours plus poussés, soulèvent néanmoins un certain nombre de questions sur le plan éthique et des limites à poser.