Cerveau: les cellules souches ont bonne mémoire
Publié par Isabelle le 29/08/2019 à 14:00
Source: Université de Genève
En parvenant à faire rajeunir des cellules souches progénitrices cérébrales, des chercheurs de l'UNIGE révèlent une dimension insoupçonnée de la plasticité cellulaire.


Image de microscopie électronique d'une cellule neurale. (© UNIL / N. Toni)

Le cortex (En biologie, le cortex (mot latin signifiant écorce) désigne la couche superficielle ou périphérique d'un tissu organique.) cérébral constitue le centre de contrôle (Un centre de contrôle, dans le domaine de l'astronautique, est une salle d'où sont coordonnées les actions qui concourent à l'accomplissement d'une mission spatiale telles qu'un...) de nos pensées et actions, et, au cours de la phase (Le mot phase peut avoir plusieurs significations, il employé dans plusieurs domaines et principalement en physique :) embryonnaire, des dizaines de types de neurones aux fonctions distinctes s'assemblent pour former les circuits permettant ces fonctions. Ces neurones naissent à partir de cellules souches progénitrices, qui les produisent l'un après l'autre et dans un ordre très précis. Alors que les manuels de neurosciences (Les neurosciences correspondent à l'ensemble de toutes les disciplines biologiques et médicales qui étudient tous les aspects, tant normaux que pathologiques, des neurones et du système nerveux.) établissent le caractère irréversible de ce processus de spécialisation, des chercheurs de l'Université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la production du savoir (recherche), sa conservation et sa transmission (études supérieures). Aux...) de Genève (UNIGE) apportent aujourd'hui la preuve du contraire. En effet, lorsque chez la 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...) on transplante des cellules progénitrices dans un embryon (Un embryon (du grec ancien ἔμϐρυον / émbruon) est un organisme en développement depuis la première division de l’œuf ou zygote...) jeune, elles rajeunissent et récupèrent leurs compétences passées. Ces résultats sont à découvrir dans la revue Nature. Ils modifient en profondeur notre compréhension de la construction cérébrale en révélant une plasticité cellulaire insoupçonnée. A terme, ils ouvrent de nouvelles perspectives pour la régénération de circuits corticaux endommagés.

Du cortex cérébral naît notre compréhension du monde (Le mot monde peut désigner :) et notre capacité à interagir avec lui. Ainsi, la diversité des neurones corticaux et des circuits qu'ils composent conditionnent la diversité de nos pensées et de nos comportements. Mais comment ces neurones sont-ils générés ? Chez la souris, à chaque jour (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la période entre deux nuits, pendant laquelle les rayons du Soleil éclairent le ciel. Son...) embryonnaire, les cellules progénitrices fabriquent un type de neurones bien précis avant de passer (Le genre Passer a été créé par le zoologiste français Mathurin Jacques Brisson (1723-1806) en 1760.) à un autre type cellulaire le jour suivant. Des recherches menées dans les années 90 avaient montré que cette progression allait de pair avec une restriction des compétences, comme si, au fur (Fur est une petite île danoise dans le Limfjord. Fur compte environ 900 hab. . L'île couvre une superficie de 22 km². Elle est située dans la...) et à mesure, les cellules progénitrices oubliaient comment produire le type neuronal précédent.

La plasticité des cellules progénitrices décryptée

Le développement de cette partie du 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...) essentielle à nos processus de cognition est au coeur des travaux de Denis Jabaudon, professeur au Département des neurosciences fondamentales de la Faculté de médecine (La médecine (du latin medicus, « qui guérit ») est la science et la pratique (l'art) étudiant l'organisation du corps humain (anatomie), son fonctionnement normal (physiologie), et...) de l'UNIGE: en mai dernier, il avait déjà dévoilé, dans la revue Science (La science (latin scientia, « connaissance ») est, d'après le dictionnaire Le Robert, « Ce que l'on sait pour l'avoir appris, ce que l'on...), les schémas temporels régissant la progression de la compétence des progéniteurs donnant naissance aux différents types des neurones qui constituent les réseaux corticaux. "Cette fois-ci, nous nous sommes penchés sur la potentielle plasticité de ces cellules souches progénitrices. Le processus de maturation auquel les progéniteurs sont soumis est-il réellement définitif ? Ne pourraient-ils pas revenir en arrière pour générer des types de neurones précédemment fabriqués?"

Pour répondre à ces questions, les chercheurs ont transplanté chez la souris des progéniteurs provenant d'embryons âgés dans des embryons plus jeunes, comment l'avaient fait les neuroscientifiques des années 90. Mais avec des résultats opposés, révélant que certains progéniteurs pouvaient rajeunir dans le nouvel environnement (L'environnement est tout ce qui nous entoure. C'est l'ensemble des éléments naturels et artificiels au sein duquel se déroule la vie humaine. Avec les enjeux écologiques...). "En utilisant des techniques plus précises, nous avons pu identifier des progéniteurs agissant comme de véritables cellules souches. Une fois dans leur nouvel environnement, ils rajeunissent pour devenir identiques aux progéniteurs non transplantés. L'environnement dans lequel se trouve la cellule agit donc comme une véritable cure de jouvence!". De plus, les neuroscientifiques genevois ont identifié le mécanisme moléculaire responsable de ce rajeunissement cellulaire: la protéine (Une protéine est une macromolécule biologique composée par une ou plusieurs chaîne(s) d'acides aminés liés entre eux par des liaisons peptidiques. En général, on parle de protéine lorsque la...) Wnt. "On savait que Wnt contribuait à maintenir les cellules souches dans un état indifférencié, mais ici elle semble capable de faire un pas de plus en reversant le processus de différenciation cellulaire," souligne Denis Jabaudon.

Les chercheurs ont ensuite essayé sans succès d'accélérer le processus de 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 fonctions.) en transplantant des progéniteurs jeunes dans un environnement plus âgé. "A notre grande surprise, nos résultats démontrent l'exact opposé ( En mathématique, l'opposé d’un nombre est le nombre tel que, lorsqu’il est à ajouté à n donne zéro. En botanique, les organes d'une plante sont dits opposés lorsqu'ils...) de ce que la communauté scientifique (Un scientifique est une personne qui se consacre à l'étude d'une science ou des sciences et qui se consacre à l'étude d'un domaine avec la rigueur et les méthodes scientifiques.) tenait pour acquis, soit que le rajeunissement des progéniteurs était impossible, mais que mais leur vieillissement accéléré l'était. Nous sommes parvenus à rajeunir nos cellules, mais pas à les faire vieillir."

Ainsi, la notion de progression des compétences allant de pair avec une restriction de celles-ci, si ancrée en neurosciences, apparaît aujourd'hui comme fausse. Néanmoins, la capacité de régénération ne semble pas concerner tous les progéniteurs. Pourquoi ? Sur ce point (Graphie), le mystère reste encore entier.

Une preuve de principe pour la neurorégénération corticale

Les adultes ne conservant que très peu de progéniteurs, comment exploiter ces découvertes à des fins thérapeutiques ? A la fin du processus de différenciation, les progéniteurs deviennent des astrocytes, un type cellulaire que l'on conserve à tous les âges de la vie (La vie est le nom donné :). Serait-il possible, alors de retransformer les astrocytes en cellules progénitrices afin de produire un type précis de neurones qui auraient disparu suite à un accident ou à une maladie (La maladie est une altération des fonctions ou de la santé d'un organisme vivant, animal ou végétal.) ? "Nos travaux apportent la preuve de principe d'une grande malléabilité cellulaire", explique Denis Jabaudon. "Il serait intéressant de comprendre comment utiliser ce phénomène à des fins de régénération."
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