Des chercheurs de l'Université libre de Bruxelles ont réalisé des transplantations de cellules nerveuses humaines dans un cerveau de souris. Ils ont ainsi pu montrer que ces neurones se développaient, puis se connectaient entre eux puis aux circuits cérébraux existants. Ces travaux fournissent ainsi un modèle in vivo pour étudier le développement des circuits neuronaux et mieux comprendre les mécanismes sous-jacents mais aussi leurs dysfonctionnements dans les maladies cérébrales. Ils révèlent enfin que les neurones humains préservent des qualités intrinsèques majeures : leur horloge biologique qui assure leur bonne maturation et leur caractère "juvénile", même en cas de greffe dans un cerveau âgé.
Qu’est-ce qui rend le cerveau humain si unique ? Le cortex cérébral, la couche extérieure de notre cerveau, appelée « matière grise », est la structure complexe qui nous apporte ces capacités cognitives avancées qui nous distinguent des autres animaux. L'une des caractéristiques remarquables des neurones humains est leur développement exceptionnellement long, explique l’auteur principal, Pierre Vanderhaeghen, neuroscientifique : « c’est ce qui rend le cerveau humain si unique : les circuits neuronaux mettent des années à atteindre leur pleine maturité.
Il leur suffit de quelques semaines chez la souris ou de quelques mois chez le singe. Cette longue période de maturation des neurones leur laisse beaucoup plus de temps pour former les circuits cérébraux qui nous permettent d'apprendre efficacement pendant une période prolongée, jusqu'à la fin de l'adolescence. C'est une caractéristique très importante et unique de notre espèce, dont l'origine reste un mystère ».
Comprendre les mécanismes sous-jacents à la formation des circuits cérébraux est important, pour pouvoir comprendre et traiter les maladies cérébrales. Les perturbations du développement de certains circuits sont liées à la déficience intellectuelle et à des maladies psychiatriques telles que la schizophrénie.
L’équipe belge présente ici une nouvelle stratégie pour transplanter des neurones humains sous forme de cellules individuelles dans le cerveau de souris et pouvoir suivre leur développement dans le temps : les scientifiques « partent » de cellules souches embryonnaires humaines et les spécialisent en neurones puis les injectent dans le cerveau de jeunes rats. Ils sont ainsi en mesure d'étudier des neurones humains in vivo, dans un cerveau vivant pendant plusieurs mois à l’aide de toute une gamme de techniques.
Ces recherches ont permis de montrer que les cellules humaines transplantées suivent le même plan de développement que dans le cerveau humain, avec une période de maturation longue de plusieurs mois, typique des neurones humains. Cela signifie que nos cellules nerveuses suivent leur « horloge interne », indépendamment de leur milieu environnant.
Autre découverte, les cellules humaines s’avèrent capables de « fonctionner » dans les circuits neuronaux de la souris. « Après des mois de maturation, les neurones humains ont commencé à traiter les informations, par exemple en répondant aux informations visuelles de l'environnement », explique le Docteur Ben Vermaercke, co-auteur de l’étude.
Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash
