Une équipe de chercheurs européens conduite par Pierre Vanderhaeghen, de l’Institut de recherche interdisciplinaire en biologie humaine et moléculaire (IRIBHM) de la Faculté de médecine à l’Université libre de Bruxelles, vient de réaliser la première production de neurones in vitro à partir de cellules souches embryonnaires.

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Le cortexcortex cérébral est caractérisé par une très grande diversité des neuronesneurones, répartis selon des douzaines, sinon des centaines de sous-types, caractérisés par des configurations particulières de l'expression du gènegène et de sa connectivité. Les mécanismes définissant le développement des gènes en catégories spécifiques reste peu connu au niveau moléculaire, en particulier en raison de sa très grande complexité.

Tout a commencé lorsque Nicolas Gaspard, aspirant FNRS de l'IRIBHM, a découvert un procédé extrêmement simple pour permettre aux cellules souches embryonnairescellules souches embryonnaires, c'est-à-dire issues de l'embryonembryon précoce, de se transformer in vitroin vitro en neurones du cortex.

Bien que générés entièrement en dehors du cerveaucerveau, ces neurones ressemblent parfaitement aux neurones corticaux natifs et sont parfaitement fonctionnels. Les chercheurs ont ensuite implantimplant ces neurones dans des cerveaux de souris, avec l'aide du Dr. Afsaneh Gaillard de l'Université de Poitiers et du CNRS.

Les greffonsgreffons ont ainsi démontré leur capacité à développer des circuits neuronaux spécifiques du cortex en se connectant au cerveau hôtehôte.

Cellules souches embryonnaires et neurones du cortex cérébral. Crédit ULB.

Cellules souches embryonnaires et neurones du cortex cérébral. Crédit ULB.
Greffés dans un cerveau de souris (A), ces neurones s'intègrent dans le tissu-hôte (B, C) et produisent des terminaisons nerveuses similaires à celles du cortex cérébral natif (flèches). Crédit ULB.

Greffés dans un cerveau de souris (A), ces neurones s'intègrent dans le tissu-hôte (B, C) et produisent des terminaisons nerveuses similaires à celles du cortex cérébral natif (flèches). Crédit ULB.

Considérant les nombreux avantages offerts par les cellules souches embryonnaires, notamment en termes de manipulation génétiquegénétique et de facilité d'observation, la formation des neurones par corticogenèse in vitro permet de rechercher et de déterminer quels gènes sont associés aux phénotypesphénotypes neuronaux particuliers du cortex et du striatum.

De larges possibilités

Cette nouvelle voie s'avère d'emblée porteuse de possibilités particulièrement étendues dans le domaine pharmaceutique et médical. Elle fournit aux chercheurs, mais aussi aux pathologistespathologistes, une source quasi illimitée de neurones spécifiques du cortex cérébral qui peuvent être, dans un premier temps, utilisés pour modéliser les maladies cérébrales et tester de nouveaux traitements sur un substratsubstrat réel.

Mais à l'avenir, les neurones ainsi générés à partir de cellules souches pourraient être directement utilisés en action thérapeutique, afin de remplacer par greffesgreffes intra-cérébrales les tissus corticaux endommagés ou détruits par maladie, ou accidentsaccidents vasculaires cérébraux (AVCAVC). On pense aussi bien entendu aux maladies dégénératives ou traumatiques des neurones corticaux, dont la maladie d'Alzheimermaladie d'Alzheimer.

Le résultat de ces recherches est en cours de publication sous le titre "An intrinsic mechanism of corticogenesis from embryonic stem cells " dans le journal Nature du 17 août 2008.