Les scientifiques cultivent mini « cerveau humain » dans le laboratoire

Les scientifiques cultivent mini « cerveau humain » dans le laboratoire

Une grande partie des médias rapportent que les chercheurs ont utilisé pour la première fois des cellules souches pour créer un «mini-cerveau» – de minuscules bouts de tissu neural très complexe qui pourraient fournir de nouvelles perspectives sur le développement du cerveau skin-beautique.com.

Les chercheurs ont découvert que lorsqu’ils étaient cultivés en laboratoire, les cellules souches pouvaient s’auto-assembler dans des structures ressemblant à des régions cérébrales en développement, et que ces structures pouvaient interagir.

Ces régions «mini-cerveau», appelées «organoïdes» par les chercheurs, étaient minuscules – moins de 4 mm de diamètre. Bien que cela ne semble pas impressionnant au départ, de nombreux commentateurs ont décrit le tissu cérébral comme «l’objet le plus complexe de l’univers connu».

Pour ceux qui craignent que cela puisse être le premier pas vers une machine à réflexion développée en laboratoire, ce n’est pas ce que les chercheurs voulaient réaliser. On ne sait pas si cela sera possible ou, peut-être plus important encore, éthique. Ce que les chercheurs ont en fait entrepris de faire est de créer une sorte de modèle du cerveau humain à ses tout premiers stades.

Cela pourrait offrir une nouvelle approche pour l’étude des maladies qui apparaissent au tout début du développement cérébral. Il pourrait également éviter certaines des difficultés qui se posent dans l’application de la recherche animale à l’homme en raison des différences physiques entre les humains et les animaux.

Dans l’ensemble, il s’agit d’un développement passionnant dans le domaine de la recherche neurologique, mais il en est à ses débuts et on ne sait pas précisément quelles sont les implications.

D’où vient l’histoire?

L’étude a été réalisée par des chercheurs de l’Académie des Sciences autrichienne, de l’Université d’Édimbourg, du Wellcome Trust Sanger Institute et de la St George’s University de Londres. Elle a été financée par le Medical Research Council, le Conseil européen de la recherche et le Wellcome Trust. organismes subventionnaires de recherche.

L’étude a été publiée dans la revue à comité de lecture Nature.

Cette recherche a été bien couverte par les médias, la plupart des médias se concentrant sur la nature révolutionnaire de l’étude tout en traitant de ses limites.

De manière rafraîchissante, les médias ont résisté à la tentation de sensationnaliser les implications de l’étude avec des affirmations sauvages de médecins fous de Frankenstein qui essayaient de créer un être vivant et pensant. Toutes les sources ont précisé que ce n’était pas l’intention des chercheurs.

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

Ce fut une étude en laboratoire impliquant l’utilisation de cellules souches pour construire un modèle du cerveau humain.

Qu’est-ce que la recherche implique?

Les cellules souches sont des cellules qui ne se sont pas encore développées en cellules spécialisées avec des fonctions spécifiques, telles que les cellules nerveuses, les cellules sanguines ou les muscles. Les chercheurs ont pris des cellules souches humaines, dérivées de cellules souches embryonnaires ou de peau adulte, et leur ont fourni des nutriments et de l’oxygène pour soutenir leur développement dans les tissus et les structures du cerveau. Ils ont ensuite examiné la forme et l’organisation de ces tissus et leur similitude avec les régions et les structures du cerveau humain.

Dans un premier temps, les chercheurs ont utilisé la nouvelle approche pour modéliser une maladie appelée microcéphalie. La microcéphalie est un trouble neurologique rare dans lequel le cerveau ne grandit que jusqu’à une taille anormalement petite. Des études antérieures sur la mécanique de la maladie en utilisant des souris n’ont pas été particulièrement utiles.

Pour ce faire, les chercheurs ont recruté une personne atteinte de microcéphalie et de cellules souches pluripotentes induites (PSI) dérivées de leur peau. Ils ont ensuite utilisé ces cellules pour modéliser le développement du cerveau.

Quels ont été les résultats de base?

Les auteurs de l’étude rapportent que les cellules souches ont été capables de s’auto-organiser en de petits organes que les chercheurs ont appelé des «organoïdes cérébraux» qui représentent des régions cérébrales distinctes mais interdépendantes. Ils ont pu identifier des tissus semblables à plusieurs structures cérébrales en développement, notamment:

cortex cérébral – la couche externe du cerveau, parfois appelée matière grise, qui joue un rôle important dans le fonctionnement du cerveau supérieur

plexus choroïde – une structure responsable de la production de liquide céphalo-rachidien, le liquide qui entoure et soutient le cerveau

rétine – le tissu sensible à la lumière à l’arrière des yeux

méninges – les membranes qui entourent le cerveau et la moelle épinière

Les chercheurs ont également constaté que les organoïdes ont montré les principales caractéristiques du développement du cerveau humain. Ces caractéristiques comprenaient des modèles d’organisation cellulaire qui devraient être observés au début du développement. Alors que les régions semblaient interagir, l’arrangement variait selon les différents échantillons de tissus et aucune structure globale cohérente n’a été observée.

Les tissus ont poussé pendant environ deux mois, les organites atteignant une taille maximale d’environ 4 mm de diamètre. Bien que la croissance ait cessé, les tissus ont continué à survivre jusqu’à 10 mois (à la fin de l’étude). Les chercheurs pensent que le manque de croissance continue est probablement dû à l’absence d’un système circulatoire, ce qui limite la capacité de fournir du sang et des nutriments riches en oxygène aux tissus en développement.

Lorsque les chercheurs ont examiné le développement des tissus dans le modèle microcéphalie, ils ont constaté que les tissus développés étaient plus petits que ceux des cellules témoins et les cellules souches différenciées en cellules neuronales plus tôt que les cellules témoins.

Comment les chercheurs ont-ils interprété les résultats?

Les chercheurs ont conclu que cette étude représente «une nouvelle approche pour l’étude des processus neurodéveloppementaux humains» – c’est-à-dire, comment le cerveau humain se développe.

Ils pensent que cela pourrait fournir un modèle utile pour étudier ces processus et pourraient finalement révéler certaines des « racines de la maladie neurologique humaine ».

Conclusion

Cette recherche passionnante représente la première fois que les chercheurs ont été en mesure de faire pousser des structures cérébrales complexes et interconnectées dans un laboratoire.

Alors que les scientifiques et les spécialistes des troubles neurologiques sont très excités par le développement, il est encore tôt et les implications de l’étude sont largement inconnues à ce stade. Cependant, la capacité à modéliser le développement neuronal de la microcéphalie fournit un exemple précoce des applications potentielles de cette approche.

Les chercheurs suggèrent que leurs résultats montrent que cette technique peut être un moyen utile d’étudier les troubles neurologiques et le stade de développement du cerveau.

Ceci est particulièrement utile pour les conditions que nous n’avons pas de modèles animaux appropriés en raison des différences dans le développement du cerveau entre les animaux et les humains. Comme de nombreux médias l’ont rapporté, ces conditions peuvent inclure le trouble du spectre autistique et la schizophrénie.

Dans l’ensemble, cette étude représente un avancement novateur et passionnant en neurologie. Reste à savoir si cela modifie en fin de compte la façon dont nous étudions et comprenons le développement du cerveau et les processus qui causent des troubles neurologiques.

Sylvie

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