Sciences - Santé

Et pourquoi les cellules souches embryonnaires, dont on découvre un peu plus chaque jour l'immense potentiel, ne pourraient-elles pas, aussi, se transformer en cellules nerveuses qui s'apparentent, de près ou de loin, au cortex cérébral ?

Telle est la question que se sont notamment posée, il y a environ cinq ans, des chercheurs de l'ULB, dont la découverte majeure vient d'être publiée dans la revue Nature.

Menée par Pierre Vanderhaeghen, chercheur FNRS à l'Institut de recherche interdisciplinaire en biologie humaine et moléculaire (IRIBHM) à la Faculté de médecine de l'ULB, une équipe de chercheurs européens a découvert comment transformer in vitro des cellules souches en neurones du cortex spécifiques du cortex cérébral. Explication de cette "corticogenèse" avec le Pr Vanderhaeghen.

Quel a été le point de départ de ces recherches ?

Le cortex cérébral est l'une des structures les plus complexes du cerveau, qui regroupe plusieurs dizaines de types de cellules nerveuses. Le point de départ a donc consisté à mimer, dans la boîte de culture, ce que l'on connaissait de l'embryologie du cortex cérébral. Nous sommes ainsi partis d'une vieille notion, selon laquelle la partie la plus antérieure du cerveau se différencie à peu près par défaut, c'est-à-dire sans que des signaux extérieurs lui indiquent de devenir du cerveau antérieur. À notre grand étonnement, nous avons pu observer que les cellules souches deviennent essentiellement des neurones du cerveau antérieur. Aspirant FNRS à l'IRIBHM, Nicolas Gaspard a effectivement découvert que les cellules multipotentes issues de l'embryon précoce peuvent être transformées en neurones du cortex selon un mécanisme spontané étonnamment simple et efficace, récapitulant l'essentiel de la complexité du cortex cérébral mais au sein de boîtes de culture cellulaire. Bien qu'entièrement générés en dehors du cerveau, ces neurones sont fonctionnels et ressemblent en tout point aux neurones corticaux natifs. On peut parler de corticogenèse dans la mesure où l'on génère une sorte de tissu de cellules organisées entre elles plutôt qu'un type de cellules bien déterminées.

Quelle fut l'étape suivante ?

Il y a environ un an, avec l'aide du Dr Afsaneh Gaillard, de l'Université de Poitiers et du CNRS, les chercheurs ont greffé les neurones dans des cerveaux de souris. Il est apparu qu'ils étaient capables de se connecter avec le cerveau hôte pour former des circuits neuronaux spécifiques du cortex. Les cellules envoient leur projection nerveuse à une série d'endroits bien précis qui sont exactement ceux que le cortex cérébral ciblerait.

Ces résultats vous ont-ils paru surprenants ?

En effet, nous ne nous attendions absolument pas à cela. Au départ, nous pensions que nous aurions probablement beaucoup de difficultés à générer du cortex cérébral et que l'on devrait utiliser ce système comme le moyen de trouver ensuite ce qu'il faudrait rajouter aux cellules souches pour pouvoir les transformer en cortex cérébral. Les expériences nous ont montré qu'au contraire, les cellules souches y arrivaient très bien toutes seules. Le fait qu'une telle structure, aussi complexe, se différencie de façon intrinsèque a été et reste la grande surprise de ces recherches.

Quelle fut l'étape la plus délicate de ces travaux soutenus par le FNRS et la Région wallonne ?

Je dirais plutôt qu'il s'agit d'une succession d'étapes délicates. Le plus dur consiste peut-être à persister en gardant une certaine forme d'optimisme malgré la rigueur qui est de mise. Cela dit, on peut considérer qu'il y a eu trois grandes étapes. D'abord, le fait de réaliser qu'il s'agissait d'une propriété spontanée des cellules souches à se différencier en neurones du cortex cérébral. Ensuite, la surprise a été de constater que ce n'était pas un type de cellules nerveuses mais bien tout un tissu. Enfin, il y a eu la démonstration que, dans des greffes intracérébrales, on génère les mêmes projections nerveuses.

Quelle est la prochaine étape ?

Il s'agira d'appliquer cela à des cellules souches humaines et de travailler sur des cellules souches induites pluripotentes.

À court, moyen et plus long termes, quelles sont les différentes applications que l'on peut espérer ?

Nous n'en sommes vraiment qu'au tout début, puisqu'il faut considérer qu'à ce stade il s'agit d'une recherche à caractère fondamental. À court terme, le premier intérêt potentiel est d'avoir à disposition de façon quasi illimitée et très fiable des cellules nerveuses qui correspondent à du cortex cérébral. Cela intéresse notamment la recherche pharmaceutique qui peut ainsi tester des nouveaux médicaments, que ce soit en termes d'efficacité ou de toxicité. Cette recherche est déjà en cours. A moyen terme, on peut aussi envisager d'utiliser d'autres technologies de développement très récent, qui consistent à transformer des cellules adultes, par exemple de la peau, en cellules qui ont des propriétés de cellules souches embryonnaires. On pourrait alors partir de cellules de patients souffrant de maladies neurologiques, les mettre dans la boîte de Pétri et les transformer en cellules souches puis en cortex cérébral. On pourrait ainsi étudier les maladies neurodéveloppementales, qu'elles soient à l'origine d'épilepsie, de retards mentaux, ou des maladies neuropsychiatriques apparentées à l'autisme. On pourrait espérer avancer dans les toutes prochaines années dans la compréhension de ces maladies. À beaucoup plus long terme, il y aurait la possibilité d'utiliser de telles cellules, isolées à partir de patients victimes d'un accident vasculaire cérébral ou souffrant de Parkinson, dans la perspective de réparation cérébrale.