Les chercheurs ont créé le premier atlas complet des cellules du cerveau d’un mammifère, cartographiant plus de 32 millions de cellules dans le cerveau de la souris. Cet atlas, qui fait partie de la NIH BRAIN Initiative, offre des informations sans précédent sur les types et les connexions des cellules cérébrales, faisant progresser notre compréhension du cerveau humain et aidant au développement de nouveaux traitements pour les troubles cérébraux. Crédit : Issues.fr.com
Un atlas cellulaire révolutionnaire cartographiant l’ensemble du cerveau de souris, détaillant plus de 32 millions de cellules, ouvre la voie à une compréhension plus approfondie du cerveau humain et au développement de thérapies de précision pour les troubles cérébraux.
Pour la première fois, une équipe internationale de chercheurs a créé un atlas complet des cellules du cerveau d’un mammifère entier. Cet atlas sert de carte du cerveau de la souris, décrivant le type, l’emplacement et les informations moléculaires de plus de 32 millions de cellules et fournissant des informations sur la connectivité entre ces cellules. La souris est le modèle expérimental de vertébrés le plus couramment utilisé dans la recherche en neurosciences, et cette carte cellulaire ouvre la voie à une meilleure compréhension du cerveau humain, sans doute l’ordinateur le plus puissant au monde. L’atlas cellulaire jette également les bases du développement d’une nouvelle génération de traitements de précision destinés aux personnes souffrant de troubles mentaux et neurologiques du cerveau.
Les résultats ont été financés par le National Institutes of Health. Recherche sur le cerveau grâce à l’avancement des neurotechnologies innovantes® Initiative, ou The BRAIN Initiative®, et apparaissent dans une collection de 10 articles publiés dans Nature.
« L’atlas des souris a mis en lumière un réseau complexe de cellules cérébrales de mammifères, donnant aux chercheurs les détails nécessaires pour comprendre le fonctionnement du cerveau humain et les maladies », a déclaré Joshua A. Gordon, MD, Ph.D., directeur de l’Institut national de recherche. La santé mentale, une partie du Instituts nationaux de la santé.
Cartographie détaillée du cerveau de la souris
L’atlas cellulaire décrit les types de cellules dans chaque région du cerveau de la souris et leur organisation au sein de ces régions. En plus de ces informations structurelles, l’atlas cellulaire fournit un catalogue incroyablement détaillé du transcriptome de la cellule, l’ensemble complet des lectures de gènes dans une cellule, qui contient des instructions pour fabriquer des protéines et d’autres produits cellulaires. Les informations transcriptomiques incluses dans l’atlas sont organisées hiérarchiquement, détaillant les classes de cellules, les sous-classes et des milliers de groupes de cellules individuelles dans le cerveau.
L’atlas caractérise également l’épigénome cellulaire, c’est-à-dire les modifications chimiques apportées à la structure d’une cellule. ADN et les chromosomes qui modifient la façon dont l’information génétique de la cellule est exprimée, détaillant des milliers de types de cellules épigénomiques et des millions d’éléments de régulation génétique candidats pour différents types de cellules cérébrales.
Répartition spatiale de divers types de cellules dans le cerveau de la souris. Ici, MERFISH a été utilisé pour mesurer 500 gènes dans le cerveau de souris afin de révéler la distribution complexe des types de cellules dans tout le cerveau. Crédit : Yao/van Velthoven/Zeng, Institut Allen
Ensemble, les informations structurelles, transcriptomiques et épigénétiques incluses dans cet atlas fournissent une carte sans précédent de l’organisation et de la diversité cellulaires dans le cerveau de la souris. L’atlas fournit également un compte rendu des neurotransmetteurs et des neuropeptides utilisés par différentes cellules ainsi que des relations entre les types de cellules dans le cerveau. Ces informations peuvent être utilisées comme modèle détaillé sur la manière dont les signaux chimiques sont initiés et transmis dans différentes parties du cerveau. Ces signaux électriques sont à la base du fonctionnement des circuits cérébraux et du fonctionnement général du cerveau.
Effort de collaboration pionnier et orientations futures
« Ce produit témoigne de la puissance de cette collaboration transversale sans précédent et ouvre la voie à des traitements cérébraux plus précis », a déclaré John Ngai, Ph.D., directeur de la NIH BRAIN Initiative.
Sur les 10 études incluses dans cette collection, sept sont financées par le réseau de recensement cellulaire de la NIH BRAIN Initiative (BICCN) et deux sont financées par la plus grande initiative NIH BRAIN. L’objectif principal du BICCN, un effort de collaboration croisé et 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 fonctionnent ensemble et comment elles réguler leur activité – pour mieux comprendre comment les troubles cérébraux se développent, progressent et sont mieux traités.
« En tirant parti de la nature unique de sa collaboration multidisciplinaire et internationale, le BICCN a pu accomplir ce qu’aucune autre équipe de scientifiques n’a pu accomplir auparavant », a déclaré le Dr Ngai. « Nous sommes maintenant prêts à franchir la prochaine grande étape : compléter les cartes cellulaires du cerveau humain et du cerveau des primates non humains. »
Le réseau d’atlas cellulaire de l’initiative BRAIN (BICAN) constitue la prochaine étape des efforts de l’initiative NIH BRAIN visant à comprendre les cellules et les fonctions cellulaires du cerveau des mammifères. BICAN est un projet transformateur qui, avec deux autres projets à grande échelle – la BRAIN Initiative Connectivity Across Scales et l’Armamentarium for Precision Brain Cell Access – vise à révolutionner la recherche en neurosciences en éclairant les principes fondamentaux régissant la base des circuits du comportement et en éclairant de nouvelles approches. au traitement des troubles du cerveau humain.
