Certaines zones du cerveau adulte contiennent des cellules souches neurales quiescentes, ou dormantes, qui peuvent potentiellement être réactivées pour former de nouveaux neurones. Cependant, le passage de la quiétude à la prolifération est encore mal compris.
La neurogenèse diminue considérablement avec l’âge.
Une équipe dirigée par des scientifiques des Universités de Genève (UNIGE) et de Lausanne (UNIL) a découvert l’importance du métabolisme cellulaire dans ce processus et identifié comment réveiller ces cellules souches neurales et les réactiver. Les biologistes ont réussi à augmenter le nombre de nouveaux neurones dans le cerveau de souris adultes âgées. Ces résultats, prometteurs pour le traitement des maladies neurodégénératives, sont à découvrir dans la revue Science Advances.
Neurones nouvellement produits (rouge) dans le gyrus denté avec des noyaux cellulaires (bleu) et un marqueur pour les neurones immatures (vert).
Les cellules souches ont la capacité unique de produire continuellement des copies d’elles-mêmes et de donner naissance à des cellules différenciées ayant des fonctions plus spécialisées. Les cellules souches neurales (CSN) sont responsables de la construction du cerveau au cours du développement embryonnaire, générant toutes les cellules du système nerveux central, y compris les neurones.
La capacité de neurogenèse diminue avec l’âge
Étonnamment, les CSN persistent dans certaines régions du cerveau même après la formation complète du cerveau et peuvent fabriquer de nouveaux neurones tout au long de la vie. Ce phénomène biologique, appelé neurogenèse adulte, est important pour des fonctions spécifiques telles que les processus d’apprentissage et de mémoire.
Les scientifiques peuvent réveiller les cellules dormantes en modifiant leur métabolisme mitochondrial.
Cependant, dans le cerveau adulte, ces cellules souches deviennent plus silencieuses ou « dormantes » et réduisent leur capacité de renouvellement et de différenciation. En conséquence, la neurogenèse diminue considérablement avec l’âge.
Ce phénomène biologique, appelé neurogenèse adulte, est important pour des fonctions spécifiques telles que les processus d’apprentissage et de mémoire.
Les laboratoires de Jean-Claude Martinou, professeur émérite au Département de biologie moléculaire et cellulaire de la Faculté des sciences de l’UNIGE, et de Marlen Knobloch, professeure associée au Département des sciences biomédicales de la Faculté de biologie et de médecine de l’UNIL, ont mis au jour un mécanisme métabolique par lequel les CSN adultes peuvent sortir de leur état dormant et devenir actifs.
« Nous avons constaté que les mitochondries, les organites producteurs d’énergie dans les cellules, sont impliquées dans la régulation du niveau d’activation des CSN adultes », explique Francesco Petrelli, chercheur à l’UNIL et co-premier auteur de l’étude avec Valentina Scandella. Le transporteur mitochondrial de pyruvate (MPC), un complexe protéique découvert il y a onze ans dans le groupe du professeur Martinou, joue un rôle particulier dans cette régulation. Son activité influence les options métaboliques qu’une cellule peut utiliser. En connaissant les voies métaboliques qui distinguent les cellules actives des cellules dormantes, les scientifiques peuvent réveiller les cellules dormantes en modifiant leur métabolisme mitochondrial.
Nouvelles perspectives
Les biologistes ont bloqué l’activité MPC en utilisant des inhibiteurs chimiques ou en générant des souris mutantes pour le gène Mpc1. En utilisant ces approches pharmacologiques et génétiques, les scientifiques ont pu activer les CSN dormantes et ainsi générer de nouveaux neurones dans le cerveau de souris adultes et même âgées. « Avec ce travail, nous montrons que la redirection des voies métaboliques peut influencer directement l’état d’activité des CSN adultes et, par conséquent, le nombre de nouveaux neurones générés », résume le professeur Knobloch, co-auteur principal de l’étude.
« Ces résultats jettent un nouvel éclairage sur le rôle du métabolisme cellulaire dans la régulation de la neurogenèse. À long terme, ces résultats pourraient mener à des traitements potentiels pour des conditions telles que la dépression ou les maladies neurodégénératives », conclut Jean-Claude Martinou, co-auteur principal de l’étude.
SOURCE : SciTechDaily
Traduit de l’anglais
