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Posté par Isabelle le Vendredi 30/01/2015 à 12:00
Des neurones tout neufs pour soigner le cerveau âgé
Les cellules souches neurales du cerveau adulte peuvent-elles être utilisées pour ralentir le vieillissement cérébral et pour lutter contre les problèmes cognitifs inhérents à l'âge ou aux maladies neurodégénératives ? Les travaux de Kevin Richetin et de Claire Rampon du Centre de recherches sur la cognition animale montrent qu'il est possible de piloter l'intégration de nouveaux neurones dans le cerveau (Le cerveau est le principal organe du système nerveux central des animaux. Le cerveau traite les informations en provenance des sens, contrôle de nombreuses fonctions du corps, dont la motricité volontaire, et...) de souris (Le terme souris est un nom vernaculaire ambigu qui peut désigner, pour les francophones, avant tout l’espèce commune Mus musculus, connue aussi comme animal de compagnie ou de laboratoire, mais aussi de nombreuses espèces de...) modèles de la maladie (La maladie est une altération des fonctions ou de la santé d'un organisme vivant, animal ou végétal.) d'Alzheimer et de permettre à ces animaux de recouvrer ainsi leurs capacités mnésiques. Cette étude publiée dans la revue Brain ouvre de nouvelles perspectives pour le traitement des altérations cognitives associées au vieillissement (La notion de vieillissement décrit une ou plusieurs modifications fonctionnelles diminuant progressivement l'aptitude d'un objet, d'une information ou d'un organisme à assurer ses...) normal et pathologique.


Figure: Mise en évidence de nouveaux neurones (vert) exprimant le gène proneural dans l'hippocampe d'une souris adulte modèle de la maladie d'Alzheimer.
© C Rampon. K Richetin

Le cerveau des mammifères continue à produire de nouveaux neurones au cours de la vie (La vie est le nom donné :) adulte. En effet, la division (La division est une loi de composition qui à deux nombres associe le produit du premier par l'inverse du second. Si un nombre est non nul, la fonction "division par ce nombre" est la réciproque de la fonction "multiplication par...) des cellules souches neurales endogènes donne naissance à des cellules capables de se différencier en neurones qui s'intègrent dans les circuits cérébraux existants. Ce processus, nommé neurogenèse adulte, se produit notamment dans l'hippocampe, une région essentielle pour la mémoire (D'une manière générale, la mémoire est le stockage de l'information. C'est aussi le souvenir d'une information.). On sait aujourd'hui que les nouveaux neurones qui naissent dans l'hippocampe adulte participent aux processus d'apprentissage (L’apprentissage est l'acquisition de savoir-faire, c'est-à-dire le processus d’acquisition de pratiques, de connaissances, compétences,...) et de mémorisation (D'une manière générale, la mémoire est le stockage de l'information. C'est aussi le souvenir d'une information.). Une diminution drastique de cette neurogenèse est observée dans le cerveau atteint de la maladie d'Alzheimer chez l'homme (Un homme est un individu de sexe masculin adulte de l'espèce appelée Homme moderne (Homo sapiens) ou plus simplement « Homme ». Par distinction, l'homme prépubère est...) et chez l'animal (Un animal (du latin animus, esprit, ou principe vital) est, selon la classification classique, un être vivant hétérotrophe, c’est-à-dire qu’il se nourrit de substances organiques. On...). Ceci suggère que l'altération de la neurogenèse pourrait contribuer aux dysfonctionnements mnésiques associés à la maladie d'Alzheimer.

L'équipe de Claire Rampon a testé l'hypothèse selon laquelle une amélioration de la neurogenèse dans l'hippocampe de souris modèles de la maladie d'Alzheimer permettrait de ralentir l'altération de la mémoire chez ces animaux.

Pour ce faire, les chercheurs Toulousains et leurs collaborateurs Suisses et Suédois ont développé un nouvel outil (Un outil est un objet finalisé utilisé par un être vivant dans le but d'augmenter son efficacité naturelle dans l'action. Cette augmentation se traduit par la...) permettant de cibler les cellules souches du cerveau adulte, puis de les forcer à devenir des neurones pleinement matures et fonctionnels. Ils ont utilisé un vecteur (En mathématiques, un vecteur est un élément d'un espace vectoriel, ce qui permet d'effectuer des opérations d'addition et de multiplication par un scalaire. Un n-uplet peut constituer un exemple de vecteur,...) rétroviral pour modifier spécifiquement le patrimoine génétique (La génétique (du grec genno γεννώ = donner naissance) est la science qui étudie l'hérédité et les gènes.) des cellules nouvellement générées dans l'hippocampe de souris adultes à partir des cellules souches. Les souris saines soumises à ce traitement présentent alors une neurogenèse fortement stimulée. Les cellules modifiées expriment un facteur dit proneural qui va orchestrer leur différenciation exclusive en neurones et piloter et accélérer leur maturation et leur intégration fonctionnelle (En mathématiques, le terme fonctionnelle se réfère à certaines fonctions. Initialement, le terme désignait les fonctions qui en prennent d'autres en argument. Aujourd'hui, le terme a été...).

Les chercheurs ont appliqué cette stratégie (La stratégie - du grec stratos qui signifie « armée » et ageîn qui signifie « conduire » - est :) à des souris âgées modèles de la maladie d'Alzheimer qui présentent des troubles massifs de la mémoire ainsi qu'une neurogenèse hippocampique quasiment inexistante. De façon remarquable et malgré la pathologie (La pathologie, terme provenant du Grec ancien, est littéralement le discours, la rationalité (λογία logos) sur la souffrance (πάθος pathos), et désigne...) amyloïde, les auteurs réussissent à manipuler les cellules souches de l'hippocampe générant ainsi un ensemble (En théorie des ensembles, un ensemble désigne intuitivement une collection d’objets (les éléments de l'ensemble), « une multitude qui peut être comprise comme un tout », comme...) de nouveaux neurones tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou l'univers.) à fait fonctionnels et connectés au réseau (Un réseau informatique est un ensemble d'équipements reliés entre eux pour échanger des informations. Par analogie avec un filet (un réseau est un « petit rets », c'est-à-dire un petit filet), on appelle...) cérébral. Plus remarquablement, lorsque ces animaux malades ainsi traités sont soumis à un test de mémoire spatiale dans lequel ils doivent détecter le déplacement ( En géométrie, un déplacement est une similitude qui conserve les distances et les angles orientés. En psychanalyse, le déplacement est mécanisme de défense déplaçant la valeur, et finalement le sens...) d'un objet (De manière générale, le mot objet (du latin objectum, 1361) désigne une entité définie dans un espace à trois dimensions, qui a une fonction...), ils obtiennent les mêmes performances de mémoire que les souris témoins non malades.

En conclusion, cette étude démontre pour la première fois qu'en dépit des perturbations massives présentes dans le cerveau atteint de maladie d'Alzheimer, l'expression ciblée d'un seul gène dans les cellules souches du cerveau adulte suffit à améliorer la mémoire des animaux malades. L'originalité de ces résultats réside dans le fait qu'ils révèlent le fait que le cerveau peut recouvrer ses fonctions cognitives grâce à l'augmentation de la plasticité et de la connectivité des nouveaux neurones plutôt que par l'augmentation de leur nombre (La notion de nombre en linguistique est traitée à l’article « Nombre grammatical ».).

Pour le futur, ce travail ouvre des perspectives thérapeutiques nouvelles puisqu'il démontre qu'une approche de type thérapie génique (La thérapie génique est une stratégie thérapeutique qui consiste à faire pénétrer des gènes dans les cellules ou les tissus d'un individu pour traiter une maladie. La...) visant la neurogenèse du cerveau adulte permet de ralentir les altérations cognitives associées au vieillissement pathologique.

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Source: CNRS-INSB