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Du cortex cérébral a été fabriqué in vitro à partir de cellules souches

Les recherches sur les cellules souches se traduisent en résultats de plus en plus spectaculaires, à un rythme toujours plus rapide. Quelques jours après la création in vitro de neurones moteurs issus de cellules de peau de personnes souffrant d'une maladie neurodégénérative et la constitution de lignées de cellules souches porteuses des stigmates d'une dizaine d'affections de diverses origines, une nouvelle étape vient d'être franchie : des chercheurs sont parvenus à fabriquer in vitro du cortex cérébral, à partir de cellules souches embryonnaires de souris.

Une équipe conduite par Pierre Vanderhaeghen de l'Université libre de Bruxelles (ULB) en collaboration avec Afsaneh Gaillard (CNRS, université de Poitiers, France), vient en effet de réussir à transformer in vitro des cellules embryonnaires de souris en neurones du cortex cérébral (Nature, 17 août 2008, en ligne). Le cortex (la couche extérieure du cerveau) est une des structures les plus complexes de cet organe, constituée de cellules nerveuses ou neurones, qui peuvent être le siège de maladies comme les épilepsies, les accidents vasculaires cérébraux (AVC) ou la maladie d'Alzheimer.

Pour qualifier son travail, Pierre Vanderhaeghen n'hésite pas à parler de corticogenèse dans la mesure où la culture génère une sorte de tissu de cellules organisées entre elles plutôt qu'un type de cellules bien déterminées. Dans un deuxième temps, cette même équipe a greffé avec succès dans des cerveaux ces neurones générés entièrement en laboratoire. Au bout d'un mois, l'examen des cervelles des rongeurs a permis de constater qu'ils s'étaient connectés dans le cerveau en formant des circuits appropriés. Autrement dit, ces neurones étaient devenus entièrement fonctionnels, les cellules ciblant des endroits bien précis que le cortex cérébral aurait lui aussi choisi.

D'autres équipes avaient déjà fabriqué des neurones d'une partie du cortex à l'aide de cellules souches embryonnaires, mais l'identité des cellules obtenues restait incertaine. Cette expérience est la première à montrer sans ambiguïté que l'on pourrait disposer d'une ressource abondante de neurones spécifiques du cortex cérébral.

L'équipe de biologistes dirigée par Pierre Vanderhaeghen et Nicolas Gaspard (Université libre de Bruxelles), travaillant en collaboration avec le docteur Afsaneh Gaillard (université de Poitiers, CNRS), a présenté ces résultats le 17 août sur le site de la revue Nature. Mieux encore, les cellules nerveuses corticales ainsi créées ont ensuite été greffées chez des souriceaux et se sont connectées de façon appropriée avec le système nerveux central du receveur. Les auteurs de cette première estiment qu'elle ouvre de nouvelles perspectives dans la recherche sur les affections neurologiques qui trouvent leur origine dans différents dysfonctionnements du cortex cérébral humain.

Le cortex est la structure la plus complexe du cerveau des mammifères. Chez l'homme, les cellules qui constituent ce tissu cérébral sont impliquées dans les plus fréquentes des maladies neurologiques, neurodégénératives, neurovasculaires et psychiatriques. Les auteurs de la publication de Nature ont mis au point une technique novatrice. Ils ont, dans un premier temps, démontré que des cellules souches multipotentes prélevées à un stade précoce du développement embryonnaire pouvaient être aisément transformées in vitro dans les différentes catégories de cellules qui constituent le cortex cérébral. "Nous sommes parvenus à ce résultat au moyen d'un procédé ridiculement simple en n'agissant pratiquement pas, et ce de manière quelque peu paradoxale, sur le milieu de culture des cellules embryonnaires", explique Pierre Vanderhaeghen.

Bien que créées en dehors du cerveau, ces cellules apparaissent alors fonctionnelles et ressemblent en tout point aux neurones du cortex. Cette observation a été expérimentalement confirmée : la greffe de ces neurones dans des cerveaux de jeunes souris a bien pris. "Une telle "corticogenèse" in vitro constitue un outil novateur pour la recherche pharmaceutique et médicale, souligne Pierre Vanderhaeghen. Pour la première fois, nous avons accès à une source illimitée et hautement fiable de neurones spécifiques du cortex, qui peuvent être utilisés pour modéliser les maladies neurologiques et tester de nouveaux médicaments."

Les auteurs de cette publication ajoutent que leur méthode pourra par ailleurs constituer une alternative à certaines expérimentations animales ou humaines. A plus long terme, ce travail ouvre la perspective de greffes intracérébrales visant à lutter contre les différentes affections ayant pour siège le cortex.

Pour le docteur Chneiweiss, ce milieu de culture diffère des milieux de prolifération de cellules souches in vitro, qui contiennent généralement du sérum de veau foetal ou des facteurs moléculaires de croissance. A ce titre, il pourrait à terme faciliter le passage à des essais cliniques expérimentaux chez l'homme.

Nature-

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