Les scientifiques pourraient avoir trouvé un moyen de régénérer les neurones perdus en raison de maladies telles que la maladie d’Alzheimer, suggère une nouvelle étude en laboratoire.
La recherche, publiée le 26 août dans la revue Biomatériaux cellulairessuggère que la réduction des niveaux d’une protéine clé dans un autre type de cellule du cerveau, appelée astrocytespeut convertir ces cellules en neurones. Le cerveau adulte possède un capacité limitée à produire de nouveaux neuronesau départ, et une capacité encore plus limitée à remplacer les neurones perdus à cause de la maladie.
Si elle est développée avec succès en traitement pour les humains, cette nouvelle approche pourrait reconstituer les neurones perdus et ainsi restaurer la fonction cérébrale, affirment les auteurs de l’étude.
Les astrocytes sont cellules abondantes en forme d’étoile dans le cerveau qui protègent et soutiennent les fonctions des neurones. Une protéine cruciale pour le développement des astrocytes est appelée PTBP1, et auparavant, les scientifiques suggéraient que éliminer cette protéine dans les astrocytes peut les convertir en neurones. Dans cette étude, les chercheurs ont rapporté avoir converti les astrocytes du cerveau de souris en neurones en éliminant le gène codant pour PTBP1.
Cependant, expériences ultérieures contredit ces résultats, suggérant que les neurones nouvellement formés ne pouvaient pas être attribués aux astrocytes. Donc Peisheng Xuco-auteur de la nouvelle étude et chercheur pharmaceutique à l’Université de Caroline du Sud, a entrepris d’enquêter sur cette contradiction.
« Nous avons trouvé étrange que deux groupes de personnes arrivent à des conclusions différentes », a-t-il déclaré à Live Science.
Il a utilisé une technique appelée Nano-Eraser, développé plus tôt dans son laboratoirepour supprimer PTBP1 des astrocytes sans modifier aucun de leurs gènes. L’équipe y est parvenue en emballant un anticorps ciblant PTBP1 dans un gel polymère. Ce gel a aidé à faire passer l’anticorps à travers le barrière hémato-encéphaliqueun gardien qui empêche certaines substances présentes dans le sang de pénétrer dans le cerveau.
Une fois qu’il atteint les astrocytes du cerveau, l’anticorps se lie à PTBP1 et entraîne la machinerie interne de la cellule à détruire la protéine.
« Je pense que c’est une approche assez intéressante, intrigante et innovante », a déclaré Dr Christiane Wrannneuroscientifique à la Harvard Medical School, qui n’a pas participé à l’étude. « Ils montrent que (le gel) peut traverser la barrière hémato-encéphalique », ce qui est important pour développer des thérapies pour le cerveau, a-t-elle déclaré à Live Science.
L’équipe a d’abord testé le gel sur des astrocytes humains cultivés dans des boîtes de laboratoire. Au fil des jours, les astrocytes exposés au gel ont perdu leur forme d’étoile caractéristique et ont commencé à former des axones, les fils à partir desquels les neurones envoient des messages. Les protéines généralement présentes dans les neurones sont également devenues plus abondantes dans les astrocytes.
Les cellules ont ensuite montré une activité électrique qui a confirmé qu’elles fonctionnaient de manière similaire aux neurones et pouvaient se déclencher de manière synchrone. Le gel a également montré des résultats similaires dans des modèles miniatures du cerveau, appelés organoïdescultivées à partir de cellules souches humaines.
Les chercheurs ont ensuite testé le gel sur des modèles murins atteints de la maladie d’Alzheimer. Ces souris de laboratoire avaient perdu des neurones et développé certaines caractéristiques de la maladie d’Alzheimer, telles que inflammationune perte de fonction cognitive et des amas collants d’une protéine dans le cerveau.
L’équipe a administré à ces souris deux doses intraveineuses du gel, à huit jours d’intervalle. Au cours des quatre semaines suivantes, des tests comportementaux ont suggéré que la mémoire des souris traitées s’était améliorée et qu’elles étaient capables de construire de meilleurs nids que les souris non traitées ; c’est une indication d’une fonction comportementale améliorée. Plus tard, les chercheurs ont examiné le cerveau des souris traitées et ont constaté que la densité de leurs neurones avait augmenté tandis que leurs niveaux de molécules inflammatoires diminuaient.
Cependant, même si les expériences en laboratoire ont indiqué que les astrocytes se sont convertis en neurones, cette découverte n’a pas été confirmée chez les souris vivantes, a déclaré Xu.
« Nous avons observé que la densité neuronale augmentait chez les souris traitées par rapport à celles non traitées », a-t-il déclaré, « mais nous ne pouvons pas encore éliminer la possibilité que d’autres cellules souches neurales se soient également converties en neurones. »
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Wrann convient que des expériences supplémentaires auraient été nécessaires pour voir si un astrocytes particulier dans le cerveau de la souris s’est transformé en neurone. Bien que les résultats soient « intrigants », de nombreuses recherches supplémentaires sont nécessaires pour évaluer les effets à long terme d’un tel traitement sur différents types de cellules cérébrales, a-t-elle déclaré.
Xu et son équipe prévoient désormais d’approfondir la conversion des astrocytes chez les souris vivantes. Avant de pouvoir procéder à des essais cliniques sur des humains, a-t-il déclaré, la sécurité et l’efficacité du traitement devraient être testées sur des primates non humains.
Notamment, les astrocytes eux-mêmes remplissent des fonctions importantes dans le cerveau. Il y a donc une question sur ce que la « réduction chronique de la PTBP1 pourrait faire au cerveau », a noté Wrann. Elle a convenu que des études minutieuses seraient nécessaires pour que cela se traduise chez les humains.
« C’est quelque chose qui doit être testé étape par étape », a-t-elle déclaré.
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