Fabriquer du cortex cérébral humain semble désormais possible

Science

Des chercheurs sont parvenus à produire des cellules de cortex cérébral humain et à les transplanter, avec succès, dans le cerveau de souris. Cette prouesse ouvre de nouvelles voies de recherche, aussi bien fondamentale qu’appliquée.

Fabriquer du cortex à partir de cellules de la peau pour réparer une lésion cérébrale ou traiter une maladie neurodégénérative… ce n’est plus tout à fait de la science-fiction : des chercheurs de l’Université Libre de Bruxelles, en collaboration avec Afsaneh Gaillard, responsable de l’équipe Inserm "Thérapies cellulaires dans les pathologies cérébrales"*, sont en effet parvenus à produire des neurones corticaux humains à partir de cellules souches pluripotentes. Mieux encore, une fois transplantées dans le cerveau de souriceaux, ces cellules s’y sont intégrées de façon fonctionnelle.

Si cette approche est encore loin d’être utilisable en tant que stratégie thérapeutique, elle offre déjà un nouvel outil formidable pour étudier le cortex humain, son développement et ses états pathologiques.

Un nouveau modèle étude inestimable

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In utero, électroproration de l'EGFP en vert à E14.5 et prises à P8 montrant le soma et des dendrites des neurones de la couche supérieure du cortex. En bleu, les noyaux (DAPI).

Le cortex cérébral est une des structures les plus complexes et les plus importantes de notre cerveau. Les anomalies affectant son développement peuvent induire de nombreuses maladies, comme l'épilepsie, les retards mentaux ou encore certains troubles neuropsychiatriques. Ainsi, en parvenant à comprendre les mécanismes qui contrôlent le développement du cortex cérébral, il devrait être possible d’obtenir de précieuses informations sur diverses pathologies. Mais pour étudier ce développement, les chercheurs ont besoin de modèles !

L’utilisation de cortex cérébral humain est évidemment très difficile, tant sur le plan éthique que sur le plan technique. Quant à l’utilisation de modèles animaux, elle n’est pas très satisfaisante compte tenu des différences significatives observées entre le cortex cérébral humain et celui des autres espèces. C’est pourquoi la possibilité de « fabriquer » du cortex cérébral humain est particulièrement intéressante.

De la peau au cerveau

Pour y parvenir, les chercheurs ont utilisé deux types de cellules souches pluripotentes, capables de donner les différentes cellules qui composent le cortex cérébral : d’une part des cellules souches embryonnaires et d’autre part des cellules pluripotentes induites, obtenues à partir de cellules de peau prélevées sur des volontaires sains. Dans les deux cas, les cellules ont été cultivées dans des conditions favorisant leur différentiation en cellules nerveuses, récapitulant les grandes étapes du développement cérébral humain. Les neurones corticaux obtenus ont été transplantés dans le cerveau de souris nouveau-né, où ils se sont correctement connectés aux réseaux de cellules nerveuses existants.

Pour Afsaneh Gaillard qui travaille au développement de thérapies permettant le remplacement et/ou la réparation de tissus nerveux endommagés dans le cerveau adulte, le succès de cette expérience de transplantation est très prometteur. Les travaux de la chercheuse et de son équipe se fondent en effet actuellement sur l’utilisation de neurones fœtaux. La possibilité d’utiliser des cellules pluripotentes induites, disponibles en quantité illimitée et ne posant pas de problèmes éthiques, ouvre en effet d’immenses perspectives pour la mise au point de thérapie cellulaire des pathologies cérébrales.

 

 

Note 
*Laboratoire de neurosciences expérimentale et clinique, unité 1084 Inserm/Université de Poitier

Source 
I. Espuny-Camacho et coll., Pyramidal Neurons Derived from Human Pluripotent Stem Cells Integrate Efficiently into Mouse Brain Circuits In Vivo. Neuron, édition du 6 février 2013