Cette recherche de la Penn State s’attaque à la régénération du cerveau après une lésion cérébrale ou le développement de la maladie d'Alzheimer et propose une nouvelle « technologie » pour régénérer des neurones fonctionnels par reprogrammation in vivo de cellules gliales. Cette recherche expérimentale présentée dans la revue Cell Stem Cell, fait, sur les souris, la preuve du concept en réussissant à reprogrammer des cellules gliales en neurones qui parviennent à s'intégrer dans les circuits neuronaux locaux.
Quand le cerveau est blessé ou malade, les neurones meurent ou dégénèrent, mais les cellules gliales se font plus nombreuses. Ces cellules gliales développent un système de défense pour empêcher les bactéries et les toxines d'envahir les tissus sains, mais ces « barrières » gliales finissent par limiter la croissance des neurones sains.
Le biologiste Chen Gong de la Penn, qui a dirigé l'étude, est donc parti de ces cellules gliales, pour tenter de régénérer les neurones fonctionnels, en bonne santé, capables de transmission de signaux dans le cerveau. Depuis plusieurs années, son laboratoire teste de nouvelles façons de transformer ces « cicatrices gliales » tissu neural sain. Son équipe a d'abord étudié comment les cellules gliales réactives réagissent à une protéine spécifique, NeuroD1, qui joue un rôle clé dans la formation des cellules nerveuses dans la région de l'hippocampe, supposant que l'expression de la protéine NeuroD1 dans les cellules gliales réactives au site de la lésion pourrait contribuer à générer de nouveaux neurones. Les scientifiques ont infecté les cellules gliales réactives avec un rétrovirus –ne pouvant pas se répliquer- véhiculant le code génétique de la protéine NeuroD1 aux cellules gliales réactives, mais sans affecter les neurones.
· Une première expérience montre la conversion des cellules gliales réactives en neurones fonctionnels après l'injection du rétrovirus à NeuroD1 dans le cortex de souris adultes. Précisément, 2 types de cellules gliales (en rouge) vont ainsi être reprogrammées en 2 types de neurones, excitateurs et inhibiteurs, permettant d'atteindre un équilibre « excitation-inhibition ».
Ces nouveaux neurones s'avèrent capables de recevoir des signaux de neurotransmetteurs d'autres cellules nerveuses, ce qui suggère qu'ils se sont bien intégrés dans les circuits neuronaux locaux.
· Une seconde expérience sur un modèle de souris transgénique de la maladie d'Alzheimer montre que les cellules gliales dans le cerveau malade de ces souris peuvent également être converties en neurones fonctionnels. L'injection du rétrovirus NeuroD1 dans le cortex des souris parvient à générer un grand nombre de nouveaux neurones.
· Enfin, troisième expérience, ces résultats sont reproduits, avec succès, sur des cellules gliales humaines en culture.
L'objectif est de parvenir à développer cette méthode de conversion in vivo en thérapie pour les patients souffrant de lésions nerveuses, de troubles neurologiques comme la maladie d'Alzheimer ou de Parkinson. C'est « une véritable une percée vers la réparation du cerveau ».
Source: Cell Stem Cell 19 December 2013 doi:10.1016/j.stem.2013.12.001 In Vivo Direct Reprogramming of Reactive Glial Cells into Functional Neurons after Brain Injury and in an Alzheimers Disease Model
