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Cellules cérébrales fabriquées à partir de peau humaine

The Independent rapporte aujourd’hui qu’il existe «de l’espoir pour des millions de personnes souffrant de la maladie d’Alzheimer que les scientifiques fabriquent des cellules cérébrales à partir de la peau humaine». Il a déclaré que “les scientifiques avaient réussi à transformer le tissu cutané d’une personne en cellules nerveuses fonctionnelles – en contournant un stade intermédiaire de cellules souches – par la procédure relativement simple d’ajouter quelques brins courts d’ARN, une molécule génétique similaire à l’ADN”.

C’est une étude intéressante qui s’appuie sur des recherches antérieures dans ce domaine. Cela pourrait permettre aux scientifiques d’étudier plus facilement le comportement des neurones (cellules du cerveau) à l’avenir. Finalement, cela pourrait conduire au développement et au test de traitements pour les maladies du cerveau en laboratoire.

Cependant, cette recherche est encore dans les premiers stades. Toute application à la prévention ou au traitement de maladies cérébrales telles que la maladie d’Alzheimer chez l’homme n’est pas claire. Si les neurones convertis cultivés en laboratoire peuvent jamais être utilisés pour remplacer des cellules malades ou anormales dans des cerveaux humains vivants, il faudra beaucoup plus de recherches.

D’où vient l’histoire?

L’étude a été réalisée par des chercheurs de l’Université de Stanford, en Californie. Le financement a été fourni par le Howard Hughes Medical Institute et les National Institutes of Health. L’étude a été publiée dans la revue Nature (revue à comité de lecture).

The Independent a rapporté l’étude avec précision, bien que son titre prétendant que l’étude apporte de l’espoir à “des millions de personnes souffrant de la maladie d’Alzheimer” pourrait être trompeur. Bien que ce soit un travail passionnant, toute application à la prévention ou au traitement des maladies du cerveau chez l’homme est encore incertaine.

De quel type de recherche s’aggissait-t-il?

Il s’agissait d’une étude expérimentale en laboratoire, qui utilisait la technologie génétique pour voir si les cellules de la peau humaine (appelées fibroblastes) pouvaient être converties en neurones (cellules cérébrales). À l’heure actuelle, les scientifiques ont du mal à étudier les neurones en laboratoire parce que, contrairement à la peau ou aux cellules sanguines par exemple, il serait clairement contraire à l’éthique de les prendre d’un humain vivant.

Auparavant, ils avaient découvert que les cellules souches converties à partir des cellules de la peau pouvaient être transformées en neurones, mais la nouvelle étude visait à déterminer si les cellules de la peau pouvaient être converties directement en neurones. Plus tôt cette année, d’autres scientifiques ont rapporté qu’ils avaient réussi à convertir les cellules de la peau directement en neurones en leur ajoutant une combinaison de quatre facteurs de transcription neurogènes. Les facteurs de transcription sont des protéines qui se lient à des séquences d’ADN spécifiques, contrôlant le flux d’informations génétiques et les processus cellulaires. Dans cette dernière expérience, les scientifiques ont adopté une technique différente, en utilisant un matériel génétique appelé microARN.

Qu’est-ce que la recherche implique?

Dans une série d’expériences, les chercheurs ont utilisé à la fois les cellules cutanées du prépuce néonatal et les cellules de la peau adulte. Aux cellules, ils ont ajouté deux courtes chaînes de matériel génétique, connu sous le nom de microARN (l’ARN est une molécule similaire à l’ADN, essentielle à toutes les formes de vie). Les molécules d’ARN particulières qu’ils utilisaient s’étaient avérées importantes dans le déclenchement de cellules souches neurales pour devenir des neurones matures.

Dans cette étude, ils ont utilisé un virus pour transporter le microARN dans les cellules de la peau. Les cellules résultantes ont ensuite été testées pour l’activité neuronale. Pour ce faire, les chercheurs ont examiné les fibroblastes cutanés au microscope pour voir combien de cellules avaient développé la capacité de transporter du calcium dans les cellules.

Cette capacité est spécifique aux neurones et montre que les cellules ont pris les caractéristiques des neurones, telles que leur capacité à transmettre des signaux nerveux électriques. Ils ont également examiné si les cellules contenaient des neurotransmetteurs, comme le font les neurones.

Comme une expérience supplémentaire, ils ont ajouté deux facteurs de transcription aux cellules traitées par micro-ARN utilisées dans l’étude précédente pour voir si ceux-ci accéléré la conversion des cellules de la peau en neurones. Ils l’ont fait pour tester si c’était le facteur de transcription ou le microARN qui avait l’effet.

Quels ont été les résultats de base?

Les chercheurs ont constaté que jusqu’à 2-3% des cellules de la peau converti en neurones. Les cellules ont généré les signaux électriques que les neurones utilisent pour communiquer entre eux. Ils ont également commencé à développer les structures cellulaires (vésicules synaptiques) qui sont nécessaires pour stocker les neurotransmetteurs, le produit chimique utilisé pour transmettre des messages entre les cellules du cerveau.

Les chercheurs disent que les neurones étaient caractéristiques de ceux trouvés dans le cortex frontal, la partie du cerveau impliquée dans la pensée et le raisonnement. Certains d’entre eux ressemblaient à des neurones «inhibiteurs», des cellules dont le rôle est de contrôler l’activité d’autres neurones.

Quand ils ont ajouté deux des facteurs de transcription qui avaient été utilisés dans l’expérience précédente, le nombre de cellules de la peau converties en neurones a augmenté à 20 pour cent.

Comment les chercheurs ont-ils interprété les résultats?

Les chercheurs disent que le fait de pouvoir générer des neurones à partir de cellules facilement accessibles, telles que les cellules de la peau, faciliterait l’étude du développement neuronal, en particulier dans les maladies neurologiques. Ils suggèrent également que différents types de cellules du cerveau pourraient être fabriqués à partir de cellules de la peau en utilisant différentes techniques avec le microARN.

Conclusion

Ce travail soulève la possibilité que les neurones pourraient être cultivés directement à partir de cellules plus facilement accessibles et pourraient, à l’avenir, permettre aux scientifiques d’étudier ce type de cellules plus facilement. Cela pourrait conduire à une meilleure compréhension des anomalies impliquées dans diverses maladies neurologiques telles que la maladie d’Alzheimer. Cependant, il reste encore beaucoup de chemin à parcourir avant de savoir jusqu’où cette recherche peut contribuer à la prévention ou au traitement de telles maladies.