Une étude publiée dans Nature Neuroscience décrit deux lignées cellulaires distinctes à l’origine du cerveau. Un résultat qui compte pour la recherche.
En bref
- Le cerveau suivrait un plan en deux parties
- Deux progéniteurs embryonnaires ont des rôles distincts
- La découverte intéresse aussi la recherche médicale
Un cerveau, on l’imagine comme un bloc continu. L’étude publiée dans Nature Neuroscience raconte presque l’inverse, le cerveau humain et celui d’autres animaux se construiraient à partir de deux origines embryonnaires distinctes, qui coopèrent très tôt.
L’équipe dirigée depuis Stanford décrit un partage du travail dès la gastrulation, un stade très précoce de l’embryon. Un type de cellules progénitrices donne l’avant-cerveau et le mésencéphale. Un autre suit une trajectoire différente vers le cerveau postérieur.
Un organe unique, mais deux trajectoires dès l’embryon
Les chercheurs sont partis du développement du cerveau chez la souris, puis ont vérifié que des cellules souches pluripotentes humaines suivaient la même logique selon les signaux reçus. Ce point compte, parce qu’il ne s’agit pas seulement d’une observation chez l’animal.
Dans le détail, les cellules destinées à l’avant-cerveau et au mésencéphale activent le gène Otx2. Celles qui formeront le cerveau postérieur expriment Gbx2. Leurs rôles ne sont pas interchangeables. Même l’organisation de leur ADN diffère, avec des paysages de chromatine distincts.
Pourquoi ce détail change la recherche en laboratoire
Ce n’est pas un raffinement de biologiste. Selon les auteurs, cette séparation pourrait expliquer pourquoi tant d’essais visant à produire en laboratoire des cellules du cerveau postérieur ont échoué, avec, en gros, les mauvais matériaux de départ.
L’équipe a aussi réussi à orienter des cellules humaines vers des neurones moteurs du cerveau postérieur, avec activité électrique et protéines caractéristiques. Pour Rayyan Jokhai, qui signe l’étude avec Carolyn Dundes, l’attention portée aux tout premiers stades du développement a permis de mettre au jour cette scission fondamentale.
Une piste pour les maladies du tronc cérébral
L’intérêt médical est assez direct. Le cerveau postérieur comprend des zones liées à des fonctions corporelles très basiques, et mieux comprendre leur origine pourrait accélérer les travaux sur les maladies qui touchent le tronc cérébral.
Pas de traitement nouveau annoncé, évidemment. Mais pour la recherche, partir du bon type cellulaire change beaucoup de choses.
Une vieille architecture qui remonterait à 550 millions d’années
L’autre volet, plus fascinant encore, touche à l’évolution. Les chercheurs ont repéré ce schéma à deux composantes chez des embryons de souris, de poulet, de macaque, de poisson-zèbre et de ver gland. Ces espèces partagent un ancêtre commun estimé à environ 550 millions d’années.
Pour Kyle Loh, l’évolution aurait rapproché dans un même organe deux systèmes neuronaux déjà existants. Mais l’étude ne permet pas encore de dire si ces deux parties ont réellement évolué séparément au départ. Résultat, on tient un cadre plus solide pour comprendre comment le cerveau se forme, et vous voyez pourquoi ce n’est pas un simple détail de labo.
