Une équipe de Stanford montre que le cerveau ne vient pas d’un seul progéniteur. De quoi mieux comprendre certaines maladies du tronc cérébral.
En bref
- Le cerveau n’a pas une origine unique
- Deux progéniteurs distincts apparaissent très tôt
- La piste aide la recherche sur l’ELA
Fabriquer certaines cellules du tronc cérébral en laboratoire était un casse-tête depuis des années. L’équipe de l’Université Stanford pense avoir trouvé pourquoi, et la réponse change pas mal de choses dans notre façon de raconter la naissance du cerveau.
Pourquoi certaines neurones restaient hors de portée
Le blocage concernait surtout les neurones issus du rhombencéphale, la partie postérieure du cerveau. C’est elle qui pilote des fonctions vitales, comme la respiration, le sommeil, le rythme cardiaque, la faim, mais aussi des muscles du visage, de la langue et de la gorge. Pour la recherche sur la SLA et l’amyotrophie spinale, ce n’est pas un détail.
Pendant des décennies, les scientifiques ont eu du mal à produire ces neurones humains en culture. Résultat, avancer sur les maladies qui touchent le tronc cérébral restait plus compliqué que pour d’autres régions cérébrales.
Deux lignées cellulaires, pas une seule
Les chercheurs de Stanford, avec des collègues de Caltech et de l’Université de Californie à San Francisco, ont observé chez la souris un moment très précoce du développement embryonnaire, la gastrulation, quand le corps commence à se mettre en place.
Ils montrent que l’avant du cerveau et sa partie arrière ne viennent pas du même point de départ. Kyle Loh, biologiste du développement et auteur principal, dit même avoir démontré pour la première fois que la partie frontale du cerveau provient d’une cellule progénitrice totalement différente de celle de la partie postérieure. C’est un vrai accroc dans le modèle classique, qui supposait jusqu’ici un seul progéniteur pour l’ensemble du cerveau.
Concrètement, le prosencéphale et le mésencéphale suivent une trajectoire, le rhombencéphale une autre, en parallèle. Et ces deux types de cellules ne se recouvrent jamais aux premiers stades du développement.
L’ADN emballé autrement, puis la preuve au laboratoire
L’équipe a aussi regardé la chromatine, autrement dit la façon dont l’ADN est empaqueté. Là encore, la séparation est nette entre l’ectoderme neural antérieur, futur prosencéphale et mésencéphale, et l’ectoderme neural postérieur, futur rhombencéphale. Ce réglage précoce oriente le destin des cellules.
C’est aussi ce qui éclaire les échecs passés. Rayyan Jokhai, coauteur, explique que les tentatives précédentes essayaient sans doute de forcer des progéniteurs de l’avant du cerveau à devenir des cellules du rhombencéphale, ce que l’étude montre comme impossible.
Du coup, les chercheurs ont réussi, pour la première fois, à transformer des cellules souches pluripotentes humaines en neurones moteurs fonctionnels du rhombencéphale. Pour l’étude de la SLA ou de l’amyotrophie spinale, le gain est très concret.
Une vieille architecture qui remonte à plus de 500 millions d’années
Le plus frappant, quand même, est peut-être là. En remontant sur 550 millions d’années d’évolution, l’équipe a retrouvé ce schéma à deux origines chez le poulet, le poisson-zèbre et le ver gland.
Rayyan Jokhai dit avoir été surpris, car le mot « cerveau » fait penser à un organe continu et donc à une origine unique. Or ces systèmes neuronaux séparés existaient déjà il y a plus de 500 millions d’années, avant de s’intégrer presque comme un seul ensemble. Pour vous, l’enjeu est simple: ce travail ne livre pas un traitement, mais il donne enfin un modèle plus juste pour comprendre certaines maladies neurologiques.
