Un organoïde humain marqué avec des protéines fluorescentes transplanté dans une coupe de cerveau de rat. UNIVERSITÉ DE STANFORD
La croissance d’une boule de neurones humains de la taille d’une tête d’épingle dans une boîte de Pétri est devenue une routine pour de nombreux laboratoires à travers le monde. Connues sous le nom d’organoïdes cérébraux, ces cultures 3D de tissus cérébraux vivants ont inauguré une nouvelle ère dans la recherche sur le cerveau humain. Mais jusqu’où peut-on aller lorsqu’il s’agit de créer un modèle cérébral en laboratoire ?
Récemment, des chercheurs américains ont encore augmenté le potentiel de maturation de ces organoïdes en les transplantant dans le cerveau de rats nouveau-nés, qui ont ensuite été rapidement colonisés par des cellules humaines. Selon les chercheurs, un outil inédit pour étudier les maladies neuropsychiatriques humaines et tester de nouveaux traitements. Mais cela soulève également un certain nombre de questions éthiques.
Tout a commencé par un prix Nobel, décerné il y a dix ans au chercheur japonais Shinya Yamanaka pour sa découverte d’une recette magique : la transformation de cellules humaines adultes (de peau par exemple) en cellules pluripotentes, c’est-à-dire en cellules souches capables de récapituler toutes les lignées cellulaires de l’organisme, à l’aide de facteurs moléculaires. A partir de ces cellules souches, en modifiant leur environnement, les scientifiques ont pu obtenir diverses lignées. La course aux organoïdes était : intestin, rein, foie, rétine, mais aussi différentes régions du système nerveux, dont le cortex.
Lire aussi : Article réservé à nos abonnés Embryoïdes, modèles à la frontière scientifique et éthique avec l’embryon
“Nous voulons comprendre les maladies psychiatriques ancrées dans le cerveau au niveau moléculaire, afin de trouver des traitements. Mais le cerveau est un organe difficile d’accès, explique aujourd’hui Sergiu Pasca, chercheur et docteur à l’université de Stanford en Californie. En construisant un modèle non invasif du cerveau humain, nous pouvons relever ce défi. »
Les organoïdes ont actuellement certaines limites en laboratoire. “On n’observe pas la même connectivité entre neurones ni la même taille de cellules que dans le cerveau humain”, poursuit le scientifique. C’est pourquoi nous avons décidé de transplanter ces organoïdes dans le cortex somatosensoriel de rats nouveau-nés, alors que le système nerveux des rongeurs est encore en cours de maturation. Cette région du cortex reçoit des informations de la surface du corps (toucher, chaleur, froid, douleur, etc.) et, surtout chez les rongeurs, des moustaches, appelées vibrisses.
Pas de stress chez les rats
Les résultats de cette expérience, publiés le 12 octobre dans la revue Nature, ont montré que la connectivité entre les cellules nerveuses humaines était beaucoup plus importante et que ces neurones plus matures étaient six fois plus gros dans la tête du rat, par rapport aux organoïdes en boîte de Pétri. Après deux cent cinquante jours dans le cerveau de l’animal, les neurones organoïdes occupaient près d’un tiers de l’hémisphère cérébral.
Il vous reste 67,93% de cet article à lire. Ce qui suit est réservé aux abonnés.