L’image offre une vue captivante de la complexité et de l’interdépendance du crâne humain. Grâce à l’utilisation de techniques avancées de nettoyage des tissus et d’imagerie avec un microscope à fluorescence à feuille de lumière, l’échantillon a été étiqueté pour mettre en évidence les cellules immunitaires myéloïdes (en cyan) et les vaisseaux (en rose). Les cavités de la moelle osseuse du crâne sont peuplées de cellules immunitaires myéloïdes, tandis que les vaisseaux créent un réseau complexe dans tout le crâne, mettant en valeur la nature dynamique de cette structure anatomique vitale. Crédit : Copyright Cell Press | ©Kolabas et al.
Des conditions neurologiques telles que Alzheimer, les accidents vasculaires cérébraux et la sclérose en plaques peuvent entraîner des dommages profonds dus à la neuroinflammation provoquée par les cellules immunitaires. Le traitement de cette inflammation est difficile car les barrières protectrices du cerveau, y compris le crâne et les membranes environnantes, entravent l’accès direct au traitement.
Auparavant, les scientifiques avaient identifié des voies allant de la moelle osseuse du crâne menant au cerveau, facilitant le mouvement des cellules immunitaires. Maintenant, de nouvelles recherches ont révélé que les cellules de la moelle osseuse du crâne sont uniques dans leur composition et dans leur réponse à la maladie. Ces découvertes offrent de nouvelles possibilités pour le diagnostic et le traitement des maladies neurologiques et révolutionneront à l’avenir la surveillance de la santé cérébrale grâce à l’imagerie crânienne non invasive. Les résultats ont été publiés récemment dans Cellule.
Les maladies neurologiques telles que la maladie d’Alzheimer, les accidents vasculaires cérébraux et la sclérose en plaques ont un impact dévastateur sur la vie de millions de personnes dans le monde. Une caractéristique commune est la neuroinflammation, un « feu » interne dans le cerveau qui peut causer de graves dommages en activant les cellules immunitaires et en libérant des molécules inflammatoires.
Cependant, en raison de la relative inaccessibilité du cerveau, car il est protégé par le crâne et trois couches de protection supplémentaires sous forme de membranes, contrôler et surveiller cette inflammation a été un défi majeur. Une équipe de scientifiques autour du professeur Ali Ertürk à Helmholtz Munich en collaboration avec des chercheurs de la Ludwig-Maximilians-Universität München (LMU) et de l’Université technique de Munich (TUM) a cherché à répondre à ce besoin non satisfait.
Pas seulement un casque : la connexion complexe entre le crâne et le cerveau
Défiant la compréhension traditionnelle selon laquelle le crâne et le cerveau n’ont pas d’échange direct, des études récentes ont dévoilé des connexions directes entre la moelle osseuse du crâne et la surface la plus externe des membranes protectrices du cerveau, la surface méningée. Ces connexions agissent comme des conduits, facilitant le mouvement des cellules immunitaires d’avant en arrière.
L’équipe de scientifiques a découvert que ces connexions traversent souvent même la couche la plus externe et la plus dure de la membrane, la dure-mère, s’ouvrant encore plus près de la surface du cerveau qu’on ne le pensait auparavant. Pour obtenir ces résultats significatifs, l’équipe a utilisé une méthode spécialisée appelée compensation des tissus en combinaison avec l’imagerie 3D pour visualiser les conduits.
Au cours du processus de nettoyage des tissus, les tissus biologiques sont traités avec une solution spécifique pour les rendre transparents permettant le passage de la lumière pour l’examen des tissus cérébraux et du crâne au microscope. En conséquence, des images 3D des structures et des cellules ont été générées, conduisant à une analyse visuelle complète.
L’équipe de recherche a approfondi encore plus le rôle distinct que jouent les cellules immunitaires crâniennes dans la physiologie et les maladies du cerveau. Ils ont commencé par se demander si le crâne héberge des cellules et des molécules spécifiques au cerveau uniques qui ne peuvent pas être trouvées dans d’autres os. Une analyse approfondie de la ARN et la teneur en protéines sous forme d’analyses transcriptomiques et protéomiques d’os de souris et d’os humains l’ont confirmé – le crâne est en effet exceptionnel, hébergeant des cellules immunitaires neutrophiles uniques, qui sont un type de globules blancs qui jouent un rôle essentiel dans la défense du système immunitaire . « Ces résultats ont des implications profondes, suggérant une connexion entre le crâne et le cerveau beaucoup plus complexe qu’on ne le croyait auparavant », souligne le premier auteur de l’étude Ilgin Kolabas, étudiant au doctorat au laboratoire Ertürk à Helmholtz Munich.
Ali Ertürk, auteur correspondant, ajoute : « Cela ouvre une myriade de possibilités pour diagnostiquer et traiter les maladies du cerveau et a le potentiel de révolutionner notre compréhension des maladies neurologiques. Cette percée pourrait conduire à une surveillance plus efficace d’affections telles que la maladie d’Alzheimer et les accidents vasculaires cérébraux, et potentiellement même aider à prévenir l’apparition de ces maladies en permettant une détection précoce.
Envisager un nouvel avenir : de la recherche à la pratique clinique
Une autre découverte percutante était qu’en utilisant l’imagerie TEP, les chercheurs ont découvert que les signaux du crâne reflétaient ceux du cerveau sous-jacent, avec des changements dans ces signaux correspondant à la progression de la maladie chez les patients atteints d’Alzheimer et d’AVC. Présentant ainsi un nouveau potentiel pour surveiller l’inflammation cérébrale simplement en scannant la surface de la tête du patient.
Pour l’avenir, les chercheurs prévoient que leurs découvertes pourraient se traduire en pratique clinique sous la forme d’une imagerie crânienne non invasive. Ali Ertürk explique l’impact sur la surveillance des maladies : « Cela pourrait potentiellement être fait à l’aide d’appareils portables et portables, offrant un moyen plus accessible et pratique de surveiller la santé du cerveau ». L’équipe espère que cette approche améliorera considérablement le diagnostic, la surveillance et peut-être même le traitement des troubles neurologiques, nous rapprochant ainsi d’une gestion plus efficace de ces maladies dévastatrices.
