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Alzheimer : une belle réussite de la thérapie génique chez la souris

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Grâce à une technologie de thérapie génique, des chercheurs états-uniens ont pu transformer des cellules gliales en neurones fonctionnels directement dans le cerveau de souris souffrant de la maladie d'Alzheimer. Qu'en sera-t-il chez l'Homme ?

Les médecins peuvent dépister des lésions cérébrales par imagerie par résonance magnétique (IRM). Ces blessures pourraient-elles être réparées grâce à la thérapie génique ? © PhOtOnQuAnTiQuE, Flickr, cc by nc nd 2.0

Avec ses 100 milliards de neurones, le cerveau fait circuler les informations nerveuses et coordonne l'activité de l'ensemble du corps. Bien que moins bien connues, les cellules gliales participent également au fonctionnement du système nerveux. Il en existe plusieurs types qui jouent chacun un rôle essentiel pour les neurones : les astrocytes les soutiennent et leur procurent de la nourriture, les oligodendrocytes favorisent le passage de l'influx nerveux en fabriquant les gaines de myéline autour des axones et les microglies les protègent contre les germes en tout genre.

Lorsque le cerveau est blessé ou malade, les neurones touchés finissent par mourir. En revanche, les cellules gliales se mettent à proliférer et défendent les cellules saines contre les attaques extérieures. Ce phénomène a cependant son revers de la médaille. En effet, en se multipliant, les cellules gliales envahissent les espaces libres et empêchent la naissance de nouveaux neurones« Une lésion du cerveau, c'est un peu comme un accident de voiture, explique Gong Chen, un neurologue de l'université d'état de Pennsylvanie (États-Unis). Les cellules gliales sont en quelque sorte les ambulances qui viennent au secours des blessés. S'il y en a trop, cela peut créer un embouteillage et empêcher la prise en charge des personnes en danger. »

Un astrocyte (en vert) possède une forme caractéristique en étoile. Ses digitations le connectent à de nombreux neurones simultanément, lui permettant d'intervenir sur un grand nombre de connexions à la fois. © Karin Pierre, Alliance européenne Dana pour le cerveau (EDAB).

Transformer les cellules gliales en neurones in vivo

Ainsi, à la suite d'une lésion cérébrale, la zone blessée est envahie par les cellules gliales mais contient peu de neurones actifs. Pourquoi ne pas transformer les cellules gliales en neurones ? Cette idée ingénieuse permettrait de faire d'une pierre deux coups et de récupérer des tissus nerveux sains. Après plusieurs années de recherche, Gong Chen et son équipe sont parvenus à réaliser cette prouesse chez la souris. Leurs résultats, publiés dans la revue Cell Stem Cell, ouvrent la voie vers le développement d'une thérapie génique pour soigner les lésions cérébrales qui surviennent après un accident ou une maladie neurologique.

Les chercheurs se sont particulièrement intéressés à NeuroD1, une protéine qui contrôle le développement des neurones dans l'hippocampe. Ils ont voulu insérer le gène NeuroD1 dans les cellules gliales afin de les transformer en neurones. Pour ce faire, ils ont utilisé un rétrovirus particulier qui peut intégrer son matériel génétique dans les cellules gliales sans les détruire.

La thérapie génique pour soigner les lésions cérébrales ?

Dans un premier temps, les scientifiques ont injecté le rétrovirus contenant le gène NeuroD1 dans le cortex cérébral de souris adultes. Leur expérience a été un succès et ils ont observé la transformation de certaines cellules gliales en neurones après seulement une semaine. « Nous avons constaté la naissance de deux types de neurones, les inhibiteurs et les excitateurs », racontent les chercheurs. Grâce à des tests d'électrophysiologie, ils ont montré que ces nouveaux neurones étaient capables de recevoir et de transmettre les informations nerveuses dans le cerveau. Dans un second temps, les auteurs ont utilisé des souris transgéniques atteintes de la maladie d’Alzheimer. Cette fois-ci encore, l'injection du gène NeuroD1 a permis de convertir efficacement les cellules gliales en neurones fonctionnels, même chez une souris de 14 mois, un âge à peu près équivalent à 60 ans chez l'Homme.

Pour finir, les scientifiques ont testé cette méthode sur des cellules gliales humaines en culture. Après une période de trois mois, les cellules ont commencé à changer de forme et se sont peu à peu transformées en neurones avec des dendrites et un axone. Mieux encore : comme chez la souris, ces nouveaux neurones se sont montrés capables de fonctionner correctement. « Ces résultats sont très encourageants », concluent les auteurs. Selon eux, cette technologie pourrait être utilisée pour soigner différentes pathologies chez l'Homme, comme Alzheimer ou Parkinson. Elle pourrait également servir à réparer des lésions à la suite d'un accident vasculaire cérébral ou d'un traumatisme au niveau de la moelle épinière.

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