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La reprogrammation des cellules pour réparer le cerveau malade

Publié par Antoine Depaulis, le 27 mai 2016   3.3k

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Il est à présent possible, chez la souris de laboratoire, de changer l'identité d'une cellule du cerveau pour la transformer en neurone, en y introduisant des gènes à l'aide de virus inactifs. Ce processus de « reprogrammation cellulaire » représente une voie prometteuse pour réparer le cerveau qui va nécessiter encore beaucoup de travail, mais qui apparaît déjà transposable à l'homme.

La plupart des maladies neurologiques s'accompagnent de pertes de neurones qui peuvent être très spécifiques d'une région ou d'un type neuronal particulier. Depuis plusieurs années, de nombreux travaux ont essayé de remplacer ces neurones manquants par des neurones greffés, en espérant qu'ils pourraient s'intégrer dans les circuits lésés et rétablir ainsi les fonctions déficientes. Les premières tentatives firent appel à des cellules embryonnaires, plus ou moins efficaces et très contestées sur le plan éthique.

méthode de reprogrammation des cellules gliales en neurones glutamatergique ou GABAergique

Très récemment, l’équipe de Magdalena Goetz et Benedikt Berninger à Munich, et en particulier les travaux de Christophe Heinrich (actuellement chercheur CNRS au Grenoble Institut des Neurosciences) ont montré qu'il est possible de reprogrammer des cellules gliales pour générer de nouveaux neurones. Par l'introduction, à l'aide de virus rendus inactifs, de gènes de différentiation capables de reprogrammer ces cellules, les chercheurs peuvent changer ainsi leur identité. (1,2). De façon très encourageante, des cellules de cerveau humain, isolées in vitro à partir de pièces de résection chirurgicale provenant de patients, ont pu également être reprogrammées en neurones induits (3).

Neurone glutamatergique induit (en rouge) à partir d'une cellule gliale, muni de protéines de recapture (en vert)

Les cellules gliales sont généralement en abondance dans les régions atteintes par la maladie, et prolifèrent dans la plupart des maladies du cerveau associées à des morts neuronales (maladie de Parkinson, maladie d'Alzheimer, certaines formes d'épilepsie, etc...). Il semble même qu'elles participent à l'émergence des symptomes de certaines de ces maladies. Leur reprogrammation en neurones "in vivo" permet d'envisager de nouvelles solutions thérapeutiques qui éviteraient de greffer des cellules. De plus, selon les gènes qui sont introduits dans les cellules gliales résidentes, ce sont des neurones excitateurs (qui synthètisent du glutamate) ou inhibiteurs (qui synthétisent du GABA (lien) qui peuvent être générés (4). Les premiers résultats montrent que ces nouveaux neurones s'intègrent plutôt bien dans leur environnement (ils sont déjà sur place!) (5).

Suite à ces travaux pionniers dans le domaine, de nombreux laboratoires européens et américains étudient actuellement les mécanismes qui sous-tendent cette reprogrammation cellulaire glie-neurone. Reste à savoir si ces neurones "induits" sont capables de corriger les troubles neurologiques qui résultent de la perte de leurs prédécesseurs...

Pour répondre à cette question, le groupe de Christophe Heinrich étudie à Grenoble la possibilité que ces neurones dérivés de cellules gliales puissent contrecarrer le développement des crises d’Epilepsie dans un cerveau malade. Il a obtenu un soutien financier de la part de l'Agence Nationale de la Recherche (ANR), ainsi que de la Fondation Française pour la Recherche sur l'Epilepsie.



>> Pour en savoir plus sur l'épilepsie : lire notre dossier sur l'épilepsie

>>> Notes

Un grand merci à Christophe Heinrich pour son aide dans la rédaction de cet article!

  1. Heinrich, C., Spagnoli, F.M., Berninger, B., 2015. In vivo reprogramming for tissue repair. Nature Cell Biology 17, 204–211.
  2. Heinrich C, Gascon S, Masserdotti G, Lepier A, Sanchez R, Simon-Ebert T, Schroeder T, Götz M and Berninger B. Generation of subtype-specific neurons from postnatal astroglia of the mouse cerebral cortex. Nature Protocols, 2011, 6 (2): 214-228.
  3. Karow M, Sánchez R, Schichor C, Masserdotti G, Ortega F, Heinrich C, Gascón S, Khan MA, Lie DC, Dellavalle A, Cossu G, Goldbrunner R, Götz M and Berninger B. Reprogramming of pericyte-derived cells of the adult human brain into induced neuronal cells.
Cell Stem Cell, 2012, 11 (4): 471-6
  4. Heinrich C, Blum R, Gascon S, Masserdotti G, Tripathi P, Sanchez R, Tiedt S, Schroeder T, Götz M and Berninger B. Directing astroglia from the cerebral cortex into subtype specific functional neurons.
PLoS Biology, 2010, 8 (5): e1000373.
  5. Heinrich C, Bergami M, Gascón S, Lepier A, Viganò F, Dimou L, Sutor B, Berninger B and Götz M. Sox2- mediated conversion of NG2 glia into induced neurons in the injured adult cerebral cortex. Stem Cell Reports, 2014, 3 (6): 1000-14