Les chercheurs ont cartographié la composition génétique et cellulaire du cerveau des primates humains et non humains, fournissant ainsi des informations plus approfondies sur les fonctions cérébrales et les traitements potentiels des troubles. Cette recherche, qui fait partie de The BRAIN Initiative®, s’étend sur 24 articles et est prometteuse d’avancées transformatrices en neurosciences.
Des cartes cellulaires incroyablement détaillées contribuent à ouvrir la voie à une nouvelle génération de traitements.
Un groupe de scientifiques internationaux a cartographié la composition génétique, cellulaire et structurelle du cerveau humain et du cerveau des primates non humains. Cette compréhension de la structure du cerveau, obtenue grâce au financement du National Institutes of Health Recherche sur le cerveau grâce à l’avancement des neurotechnologies innovantes® Initiative, ou The BRAIN Initiative®, permet une connaissance plus approfondie des bases cellulaires de la fonction et du dysfonctionnement du cerveau, contribuant ainsi à ouvrir la voie à une nouvelle génération de thérapies de précision pour les personnes souffrant de troubles mentaux et d’autres troubles du cerveau. Les résultats apparaissent dans un recueil de 24 articles à travers Science, Avancées scientifiqueset Médecine translationnelle scientifique.
« La cartographie du paysage cellulaire du cerveau est une étape cruciale vers la compréhension du fonctionnement de cet organe vital en matière de santé et de maladie », a déclaré Joshua A. Gordon, MD, Ph.D., directeur de l’Institut national de la santé mentale. « Ces nouveaux atlas cellulaires détaillés du cerveau humain et du cerveau des primates non humains offrent une base pour la conception de nouvelles thérapies pouvant cibler les cellules cérébrales et les circuits spécifiques impliqués dans les troubles cérébraux. »
Principales conclusions et perspectives
Les 24 articles de cette dernière collection du BRAIN Initiative Cell Census Network (BICCN) détaillent la diversité exceptionnellement complexe des cellules du cerveau humain et du cerveau des primates non humains. Les études identifient des similitudes et des différences dans la manière dont les cellules sont organisées et dont les gènes sont régulés dans le cerveau humain et celui des primates non humains. Par exemple:
- Trois articles de la collection présentent le premier atlas de cellules du cerveau humain adulte, cartographiant le paysage transcriptionnel et épigénomique du cerveau. Le transcriptome est l’ensemble complet des lectures de gènes dans une cellule, qui contient des instructions pour fabriquer des protéines et d’autres produits cellulaires. L’épigénome fait référence aux modifications chimiques apportées à la cellule ADN et les chromosomes qui modifient la façon dont l’information génétique de la cellule est exprimée.
- Dans un autre article, une comparaison des propriétés cellulaires et moléculaires du cerveau humain et de plusieurs cerveaux de primates non humains (cerveaux de chimpanzé, de gorille, de macaque et de ouistiti) a révélé des similitudes évidentes dans les types, les proportions et l’organisation spatiale des cellules du cortex cérébral. des humains et des primates non humains. Examen de l’expression génétique des cellules corticales à travers espèces suggère que des changements relativement mineurs dans l’expression des gènes dans la lignée humaine ont conduit à des changements dans le câblage neuronal et la fonction synaptique qui ont probablement permis une plus grande plasticité cérébrale chez l’homme, renforçant ainsi la capacité du cerveau humain à s’adapter, à apprendre et à changer.
- Une étude explorant la façon dont les cellules varient dans différentes régions du cerveau chez les ouistitis a révélé un lien entre les propriétés des cellules du cerveau adulte et les propriétés de ces cellules au cours du développement. Le lien suggère que la programmation développementale est intégrée dans les cellules lorsqu’elles sont formées et maintenues jusqu’à l’âge adulte et que certaines propriétés cellulaires observables chez un adulte peuvent avoir leur origine très tôt dans la vie. Cette découverte pourrait conduire à de nouvelles connaissances sur le développement et le fonctionnement du cerveau tout au long de la vie.
- Une exploration de l’anatomie et de la physiologie des neurones de la couche la plus externe du néocortex, une partie du cerveau impliquée dans des fonctions d’ordre supérieur telles que la cognition, les commandes motrices et le langage, a révélé des différences entre le cerveau humain et le cerveau de la souris qui suggèrent ceci. Cette région pourrait être un point chaud de l’évolution, les changements chez les humains reflétant les exigences plus élevées de régulation des circuits cérébraux plus complexes des humains.
L’objectif principal du BICCN, un effort révolutionnaire visant à comprendre la composition cellulaire du cerveau, est de développer un inventaire complet des cellules du cerveau (où elles se trouvent, comment elles se développent, comment elles travaillent ensemble et comment elles régulent leur activité). pour mieux comprendre comment les troubles cérébraux se développent, progressent et sont mieux traités.
« Cette suite d’études représente une réalisation historique dans la compréhension de la complexité du cerveau humain au niveau cellulaire », a déclaré John Ngai, Ph.D., directeur de la NIH BRAIN Initiative. « Les collaborations scientifiques nouées grâce au BICCN font avancer le domaine à un rythme exponentiel ; les progrès – et les possibilités – ont été tout simplement époustouflants.
Le recensement des types de cellules cérébrales dans le cerveau humain et dans le cerveau des primates non humains présenté dans cette collection d’articles constitue une étape clé vers le développement des traitements cérébraux du futur. Les résultats ont également ouvert la voie au réseau BRAIN Initiative Cell Atlas, un projet transformateur qui, avec deux autres projets à grande échelle (BRAIN Initiative Connectivity Across Scales et Armamentarium for Precision Brain Cell Access), vise à révolutionner la recherche en neurosciences en éclairant principes fondamentaux régissant la base des circuits du comportement et éclairant de nouvelles approches pour traiter les troubles cérébraux humains.
