Le cerveau ne peut pas remplacer les pertes neuronales. La plupart des organes maintiennent les cellules souches pour réparer les dommages, mais les quelques progéniteurs neuronaux qui restent dans le cerveau adulte ont un potentiel très limité de se développer dans différents types de cellules, de sorte qu’ils sont incapables de régénérer le tissu cérébral fonctionnel, qui est perdu à cause d’une blessure ou d’une maladie.
Les scientifiques ont cherché des méthodes qui élargissent la population de cellules progénitrices du cerveau.
Une méthode de reprogrammation prometteuse
Pour stimuler le cerveau à se soigner lui-même, les chercheurs ont cherché des méthodes qui élargissent la population de cellules progénitrices du cerveau. Dans cette approche, les scientifiques isolent des cellules de différentes sources tissulaires et les transforment en cellules progénitrices neurales in vitro. L’espoir est qu’une fois transplantées dans les régions cérébrales blessées, ces cellules s’intégreront, survivront et restaureront la fonction cérébrale. Cette méthode de reprogrammation in vitro s’est révélée prometteuse, mais peut présenter de graves inconvénients, notamment le rejet immunitaire et les risques de cancer.
Lorsque Chun-Li Zhang a commencé son laboratoire au Southwestern Medical Center de l’Université du Texas, il voulait déchiffrer comment activer le programme d’auto guérison du cerveau. Dans une étude récente publiée dans PNAS, Zhang a montré que le facteur de transcription DLX2 peut convertir les astrocytes en progéniteurs, qui produisent divers types de cellules, y compris les neurones. Ces résultats suggèrent que l’expression ciblée de DLX2 pourrait un jour, aider les patients à régénérer le tissu cérébral.
Le cerveau ne peut pas remplacer les pertes neuronales.
Zhang étudie les astrocytes parce qu’ils sont la cellule gliale la plus commune dans le cerveau et parce qu’ils sont les plus proches parents des neurones. « Au cours du développement, les cellules souches neurales génèrent d’abord des neurones et produisent ensuite des astrocytes. Donc, ils sont de la même lignée. Si vous voulez introduire un commutateur de destin cellulaire, plus les cellules sont proches, plus c’est facile », a déclaré Zhang.
Les neurones dépendent d’autres cellules du cerveau, comme la glie, pour fonctionner et survivre. Par conséquent, lorsque les scientifiques recherchent des molécules ayant un potentiel de régénération, ils s’efforcent d’identifier celles qui convertissent les cellules cérébrales en cellules progénitrices neurales qui génèrent plusieurs types de cellules.
L’expression ciblée de DLX2 pourrait aider les patients à régénérer le tissu cérébral.
Pour identifier ces facteurs de reprogrammation multipotents, Zhang s’est tourné vers un outil génétique appelé traçage de la lignée. Zhang a généré plusieurs modèles de souris qui expriment des rapporteurs fluorescents dans les cellules progénitrices neurales et leur progéniture.
Les neurones dépendent d’autres cellules du cerveau, comme la glie, pour fonctionner et survivre.
Cela a permis aux chercheurs d’identifier facilement les cellules filles du progéniteur dans les tissus cérébraux lors de la surexpression de DLX2, comme pour repérer des étoiles brillantes dans un ciel sombre. « Lorsque nous avons analysé ces souris à 12 semaines, nous avons constaté que les astrocytes peuvent être reprogrammés en neurones, mais nous avons également trouvé d’autres types de cellules, astrocytes et oligodendrocytes, ce qui était vraiment intéressant, et personne n’a découvert cela auparavant », a déclaré Zhang.
« Le travail in vivo se démarque; la rigueur de l’utilisation de plusieurs modèles murins combinés à des manipulations cérébrales est très difficile d’un point de vue technique, mais [à cause de cela] les auteurs peuvent dire avec confiance qu’ils ciblent les astrocytes », a déclaré Kwanha Yu, professeur adjoint au Baylor College of Medicine’s Cell and Gene Therapy Center, qui n’a pas participé à l’étude.
Zhang a ensuite combiné le séquençage de cellules uniques avec le traçage de la lignée pour caractériser moléculairement la descendance de tous les astrocytes convertis et éclairer le processus de reprogrammation. « Nous avons utilisé un outil bioinformatique appelé analyse pseudo-temporelle et nous avons pu voir que les astrocytes deviennent d’abord des cellules progénitrices, les cellules progénitrices deviennent des neuroblastes, puis des neurones immatures, puis une petite quantité deviennent des neurones matures », a déclaré Zhang.
« C’est un premier pas puissant vers une intervention thérapeutique pour les lésions cérébrales induites par une blessure ou des maladies neurodégénératives », a déclaré Yu, bien qu’il prévienne que des études de suivi fonctionnel sont nécessaires pour vérifier le comportement des neurones nouveau-nés. Outre ces études, Zhang prévoit également de combiner DLX2 avec d’autres facteurs déterminant le destin cellulaire pour amener une cellule progénitrice à former divers sous-types neuronaux. « Théoriquement, si vous reprogrammez un seul astrocyte en un progéniteur, vous pouvez générer plusieurs neurones ou astrocytes ou oligodendrocytes grâce à ce processus d’expansion », a déclaré Zhang. La bonne formule de reprogrammation pourrait aider les scientifiques à convertir les cellules gliales en forme d’étoile du cerveau, en superstars régénératrices qui ont le potentiel de réparer le cerveau.
SOURCE : TheScientist
Traduit de l’anglais
