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Des fabriques de neurones à l'intérieur du cerveau

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Une équipe de chercheurs attachés à l'Institut Pasteur et au CNRS vient de démontrer que de nombreuses zones du cerveau étaient capables de produire de nouveaux neurones à partir de cellules gliales.

Nouvelle zone du cerveau adulte mise en évidence par les chercheurs, au sein de laquelle naissent les néo-neurones. Crédit : Journal of Neuroscience

Les cellules gliales ont été découvertes en 1891 par le médecin et histologiste espagnol Santiago Ramón y Cajal. Ce chercheur particulièrement prolifique mit en évidence le caractère cellulaire des neurones, infirmant ainsi l'ancienne théorie basée sur un réseau fibreux ininterrompu. Ses travaux, récompensés par un Prix Nobel de Médecine en 1906 (partagé avec Camillo Golgi), démontraient aussi l'existence des cellules gliales, neuf fois plus nombreuses que les neurones, qui jouent un rôle essentiel dans les fonctions métaboliques du cerveau et dans la transmission de l'influx nerveux et qui, contrairement aux neurones, sont capables de se reproduire par simple mitose.

Pour l'anecdote, soulignons aussi au passage que la proportion entre cellules gliales et neurones a donné naissance, par déformation journalistique, à la croyance populaire selon laquelle « nous n'utilisons que 10% de notre cerveau ».

Cellules gliales. Crédit : Commons

La ou les fonctions des cellules gliales restent mal connues. On leur attribue un rôle dans l'organisation des connexions neuronales, c'est-à-dire la faculté des neurones à développer de nouvelles synapses. Il s'agit, autrement dit, de la fonction d'apprentissage. A ce sujet, il a été récemment démontré que la pratique intensive du jeu chez les petits mammifères induit un accroissement caractérisé du nombre de cellules gliales par rapport à une population témoin. Chez les humains, signalons que le cerveau d'Einstein comportait un nombre anormalement élevé de cellules gliales au niveau des lobes pariétaux.

La chute d’un dogme

Auparavant, chercheurs et neurobiologistes étaient convaincus que les neurones du cerveau humain étaient incapables de se multiplier. Aussi, la découverte en 2003 par Pierre-Marie Lledo et son équipe à l'Institut Pasteur que certaines catégories de cellules gliales pouvaient se transformer en neurones, eux-mêmes capables de s'insérer dans le tissu neuronal existant, avait fait grand bruit.

En 2004, la même équipe, en collaboration avec l'équipe du professeur Melitta Schachner (Université de Hambourg, Allemagne), démontrait qu'une molécule sécrétée par le bulbe olfactif, la tenascine, possédait la faculté d'attirer les neurones immatures jusqu'à cette région, où ils se différenciaient en véritables neurones.

Un neurone observé au microscope. Crédit : Fanny Castets (Commons)

Oui, le cerveau se régénère !

Une nouvelle étape capitale vient d'être franchie. En collaboration avec l'Unité de Virologie moléculaire et vectorologie dirigée à l'Institut Pasteur par Pierre Charneau, les mêmes chercheurs ont démontré que les cellules souches gliales se répartissent non seulement dans la zone de formation mise en évidence en 2003, mais aussi le long d'un tunnel par lequel migrent les nouveaux neurones tout comme dans le bulbe olfactif.

Utilisant un marqueur fluorescent véhiculé par un vecteur viral capable de viser spécifiquement les cellules souches gliales et introduisant celui-ci d'abord dans la zone neurogénique déjà connue, puis dans de nouveaux territoires, ils ont démontré que de nombreuses régions du cerveau devenaient fluorescentes. Toutes ces zones partagent donc cette capacité de produire de nouveaux neurones.

Mieux encore, la même équipe a démontré que la transformation de cellules gliales en neurones était intensifiée à la suite d'une lésion ayant entraîné la perte des sens olfactifs, ce qui démontre définitivement les propriétés d'autoréparation du cerveau humain.

« Ces travaux donnent un nouvel éclairage sur les fonctions réparatrices du système nerveux central, conclut Pierre-Marie Lledo, dont les travaux sont publiés dans Nature Neuroscience. En détournant des neurones nouvellement formés depuis leur zone germinative vers les régions lésées, on pourrait en effet espérer contribuer à élaborer de nouvelles stratégies thérapeutiques, pour le traitement des pathologies neurodégénératives comme la chorée de Huntington ou la maladie de Parkinson. »