Les scientifiques ont trouvé des preuves de nouvelles cellules cérébrales qui poussent chez les adultes – un processus que beaucoup pensaient que seulement chez les enfants
Développer des cellules cérébrales à partir de l'hippocampe qui pousse en culture
Que nous cultivons ou non de nouvelles cellules cérébrales en tant qu'adultes a fait l'objet d'un débat continu et souvent controversé. Maintenant, des preuves suggèrent que nous le pouvons. Cela pourrait aider à répondre à l'une des questions les plus controversées des neurosciences et a suscité des spéculations selon lesquelles le processus pourrait être exploité pour traiter des conditions comme la dépression et la maladie d'Alzheimer.
De nouveaux neurones se forment via un processus appelé neurogenèse chez les enfants, ainsi que chez les souris adultes et les macaques. Cela implique des cellules souches qui donnent à plusieurs reprises des cellules dits progénitrices qui prolifèrent pour former des neurones immatures qui deviennent plus tard entièrement développés.
Des études antérieures sur les adultes humains ont identifié les cellules souches et les neurones immatures dans l'hippocampe. Cette région du cerveau, qui est cruciale pour l'apprentissage et la mémoire, est un endroit privilégié pour la neurogenèse chez les enfants et certains animaux adultes, mais les cellules progénitrices n'ont pas encore été vues ici chez l'homme adulte. «Il nous manquait ce lien, et c'est l'un des principaux arguments contre les nouveaux neurones se formant dans le cerveau humain adulte», explique Evgenia Salta au Pays-Bas Institute for Neuroscience, qui n'a pas été impliquée dans la nouvelle recherche.
Pour trouver ce lien, Jonas Frién à l'Institut Karolinska en Suède et ses collègues ont d'abord commencé à créer des modèles d'apprentissage automatique qui peuvent identifier avec précision les cellules progénitrices. Cela impliquait de collecter des échantillons d'hippocampe de six jeunes enfants dont le cerveau a été donné par leurs parents pour la recherche à leur décès.
Les chercheurs ont formé les modèles d'intelligence artificielle pour identifier les cellules progénitrices en fonction de l'activité d'environ 10 000 gènes, en utilisant des données extraites des échantillons. «Dans l'enfance, les cellules progénitrices ressemblent à ce qu'elles font chez la souris, nous pouvons donc facilement les identifier», explique Frién. «(L'idée est), nous pouvons prendre les empreintes digitales moléculaires des progéniteurs infantiles et l'utiliser pour identifier ces cellules chez l'adulte.»
Pour mettre les modèles à l'épreuve, l'équipe les a fait identifier des cellules progénitrices dans des échantillons d'hippocampe de jeunes souris. Les modèles ont correctement identifié 83% des cellules progénitrices et classé incorrectement un autre type de cellule comme progéniteur inférieur à 1% du temps. Dans un autre test, les modèles prédisaient correctement une absence presque complète de cellules progénitrices dans des échantillons d'un cortex humain adulte, une région du cerveau où il n'y a aucune preuve suggérant que la neurogenèse se produit chez les personnes.
«Ils valident vraiment bien leur modèle en passant des données sur les enfants humains, aux données de la souris, puis aux données humaines adultes», explique Sandrine Thuret au King's College de Londres.
Une fois cette validation terminée, les chercheurs pourraient tester si la neurogenèse se produit chez les adultes humains, en utilisant les modèles pour identifier les cellules progénitrices de l'hippocampe de 14 personnes âgées de 20 à 78 ans à leur mort.
Surtout, ils ont d'abord effectué une étape qui a augmenté leurs chances d'attraper des cellules progénitrices, ce qui, selon les études antérieures, serait très rare chez les adultes. L'équipe a utilisé un anticorps pour sélectionner des cellules cérébrales qui se divisent au moment de la mort, y compris les cellules non neuronales telles que les cellules immunitaires et les progéniteurs. Cela a contribué à exclure les cellules neuronales non divisantes communes, telles que les neurones matures, ce qui facilite la recherche de rares.
Ils ont ensuite nourri des données liées à l'activité génétique de ces cellules divisées en modèles. «Ils se sont enrichis pour les cellules divisées, ce qui leur a permis de trouver ces cellules très rares qui sont manquées si vous mettez toutes les cellules», explique Hongjun Song à l'Université de Pennsylvanie. Des études antérieures n'ont pas fait cela, dit-il.
L'équipe a trouvé des cellules progénitrices dans neuf donneurs. «Chez les rongeurs, il est très bien connu que les facteurs environnementaux et génétiques affectent la neurogenèse qu'il y a, donc je suppose que les différences entre les humains sont également dues à des facteurs génétiques et environnementaux», explique Frisén.
Les résultats suggèrent fortement à Thuret, Song et Salta que la neurogenèse adulte est réelle. «Cela aide vraiment le domaine à faire un pas en avant significatif, car cela ajoute ce lien manquant», explique Salta.
«Les neurones naissent vraiment de la division cellulaire qui est présent à l'âge adulte – c'est vraiment ce que ce papier cloue», explique Thuret.
Il peut un jour être possible d'étudier les différences de neurogenèse chez les adultes atteints et sans conditions qui affectent le cerveau, comme la dépression et la maladie d'Alzheimer, explique Thuret. Peut-être que les médicaments qui stimulent ce processus pourraient réduire les symptômes, se demande-t-elle.
Mais Jon Arellano à l'Université de Yale dit que même si de nouvelles cellules cérébrales se forment chez les adultes, il peut y en avoir trop peu pour être utile. Pourtant, Thuret pense que cela est peu susceptible d'être un problème. «Chez les souris, nous voyons que vous n'avez besoin que d'une très petite quantité pour être importante pour apprendre (et) la mémoire», dit-elle.
