Les cellules souches peuvent réparer les circuits endommagés par la maladie de Parkinson. La démonstration pré-clinique est ici effectuée par une équipe de l'Universite de Wisconsin-Madison dans le cerveau de souris modèles. Une première étape très prometteuse, documentée dans la revue Cell Stem Cell et qui rouvre l’espoir des cellules souches, infiniment adaptables, pour la réparation neuronale.
Car le cerveau mature ou âgé est incapable de se réparer à la suite de dommages causés par un traumatisme ou un accident vasculaire cérébral (AVC), ou en raison d’une maladie neurodégénérative comme la maladie de Parkinson. Les cellules souches avaient déjà fait l’objet de promesses pour la réparation neuronale, cependant jusque-là la complexité du cerveau avait entravé le développement de traitements cliniques.
Ces travaux apportent pour la première fois la preuve de concept de l’efficacité d’un traitement par cellules souches, chez un modèle murin de la maladie de Parkinson. Les chercheurs montrent que les neurones dérivés de cellules souches parviennent à s'intégrer dans les régions ciblées du cerveau, à se connecter aux neurones natifs et finalement, à restaurer les fonctions motrices.
La clé est l'identité
Les scientifiques ont suivi attentivement le sort des cellules souches transplantées, et découvert que l'identité des cellules productrices de dopamine dans le cas de la maladie de Parkinson définit en fait les connexions qu'elles établissent et leur fonctionnement. Le Dr Su-Chun Zhang, neuroscientifique de l'UW-Madison explique : « Notre cerveau est câblé d'une manière extrêmement précise par des cellules nerveuses hyperspécialisées au niveau de zones bien spécifiques et c’est ce qui nous permet de nous engager dans tous nos comportements complexes. Or, les lésions neurologiques affectent généralement des régions cérébrales spécifiques ou des types de cellules spécifiques, perturbant des circuits eux aussi spécifiques. Pour traiter ces maladies, nous devons restaurer ces circuits de manière spécifiques ».
Pour réparer ces circuits spécifiques, chez un modèle murin de la maladie de Parkinson,
- les chercheurs ont commencé par induire les cellules souches embryonnaires humaines à se différencier en neurones producteurs de dopamine, le type de cellules lésées dans la maladie de Parkinson;
- les scientifiques ont ensuite transplanté ces nouveaux neurones dans le mésencéphale de souris, la zone du cerveau la plus touchée par la dégénérescence associée à « Parkinson » ;
- plusieurs mois plus tard, une fois ces nouveaux neurones intégrés dans le cerveau, les souris ont présenté une meilleure motricité ;
- les chercheurs constatent alors que les neurones transplantés se développent sur de longues distances pour se connecter aux régions de contrôle moteur du cerveau ;
- les cellules nerveuses établissent également des connexions avec les régions régulatrices du cerveau qui alimentent les nouveaux neurones et les empêchent d'être surstimulés ;
- ces deux types de connexions qui alimentent ou sont issues des neurones transplantés ressemblent aux circuits établis par les neurones natifs. Mais ce résultat n’est obtenu que pour les cellules productrices de dopamine. Des expériences similaires menées avec des cellules glutamatergiques n’ont pas abouti.
Couplée à une technique permettant de produire des dizaines de neurones uniques à partir de cellules souches, cette thérapie par cellules souches neurales apparait ici, pour la première fois comme un objectif réaliste. Cependant, de longues recherches seront nécessaires pour traduire ces résultats des souris à l’Homme. L'équipe travaille depuis des années à développer des méthodes pour transformer les cellules souches en différents types de neurones dans le cerveau. La difficulté ou le défi est que chaque maladie ou blessure neurologique nécessite le traitement de ses propres cellules nerveuses spécialisées. Cependant, écrivent les chercheurs, les plans de traitement pourraient être probablement largement similaires.
« Nous avons utilisé la maladie de Parkinson comme modèle, mais le principe pourrait être le même pour de nombreux troubles neurologiques différents ».
Source: Cell Stem Cell 22 September 2020 DOI : 10.1016/j.stem.2020.08.014 Human Stem Cell-Derived Neurons Repair Circuits and Restore Neural Function
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