Les organoïdes cérébraux ouvrent une nouvelle ère de recherche
Par Kevin Ritchart.
Une nouvelle méthode de développement d'organoïdes cérébraux à partir de cellules souches pluripotentes pourrait s'avérer être une étape importante dans l'étude des troubles neurologiques humains. Des chercheurs de l'Université de Bonn, en Allemagne, ont publié une étude dans un numéro récent de Cell Reports qui décrit une approche unique pour examiner une anomalie cérébrale congénitale rare.
L'équipe allemande a prélevé des cellules de peau de patients et les a converties en cellules souches pluripotentes. À partir de ces cellules souches, ils ont cultivé des organoïdes cérébraux tridimensionnels ou mini-cerveaux" qui imitent la structure du cerveau humain."
Surmonter les barrières historiques de la recherche sur le cerveau humain
La capacité des scientifiques à mener des recherches significatives sur le cerveau humain en utilisant des cellules humaines a été limitée jusqu'à présent. Généralement, les cellules en culture se développent dans une couche plane et bidimensionnelle. Sans un modèle tridimensionnel, les chercheurs ne peuvent pas déterminer avec précision les changements cellulaires lorsque des stimuli extérieurs sont introduits.
Bien que certains tests soient effectués sur des cerveaux de souris et d'autres animaux, la fiabilité des résultats de ces recherches pose problème. Le cerveau humain est beaucoup plus complexe que celui d'un animal, de sorte que les troubles du développement humain ne peuvent être étudiés que de manière limitée en utilisant des modèles de cerveau animal.
Observer les cellules s'organiser
Les nouveaux organoïdes cérébraux peuvent montrer aux scientifiques comment les cellules nerveuses s'organisent pour former des tissus cérébraux très complexes. La méthode ouvre ainsi de toutes nouvelles possibilités pour étudier les troubles de l'architecture du cerveau humain en développement", a déclaré le Dr Julia Ladewig, qui dirige un groupe de travail sur le développement du cerveau."
Le Dr Ladewig et ses collègues ont utilisé des organoïdes cérébraux pour étudier le syndrome de Miller-Dieker, une maladie héréditaire qui serait causée par un défaut chromosomique. Les patients atteints de cette maladie présentent des malformations dans des parties vitales du cerveau.
Surpris par les signes de perturbation des cellules
Les chercheurs ont utilisé des cellules de peau de patients atteints de la maladie de Miller-Dieker pour créer des organoïdes cérébraux afin d'observer comment les cellules allaient réagir. Au lieu de voir les schémas d'organisation et de multiplication des cellules saines, ces processus étaient perturbés dans les cellules des patients Miller-Dieker.
Chez les patients sains, des protéines spécifiques sont responsables de l'empilement dense et régulier des cellules. Les cellules des patients atteints de la maladie de Miller-Dieker sont beaucoup plus lâches et moins organisées, ce qui entraîne une différenciation cellulaire à un stade plus précoce. Ce comportement particulier n'était pas évident dans les cultures cellulaires bidimensionnelles précédentes.
Bien qu'aucun nouveau traitement ne soit disponible à l'heure actuelle, les chercheurs espèrent que la poursuite des travaux dans ce domaine permettra de réaliser des percées pour aider les patients atteints du syndrome de Miller-Dieker et d'autres troubles neurologiques.
Nous entreprenons ici une recherche fondamentale, a déclaré le Dr Ladewig. "Néanmoins, nos résultats montrent que les organoïdes ont tout ce qu'il faut pour annoncer une nouvelle ère dans la recherche sur le cerveau. Et si nous comprenons mieux le développement de notre cerveau, de nouvelles options thérapeutiques pour les troubles du cerveau pourront vraisemblablement en découler à long terme."
