Les chercheurs israéliens cultivent un « mini-cerveau » dans un tube à essai
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Les chercheurs israéliens cultivent un « mini-cerveau » dans un tube à essai

Cette étude menée par l'institut Weizmann ouvre la voie à de futures recherches sur les maladies comme la microcéphalie, l'épilepsie et la schizophrénie

Une équipe de recherche israélienne a découvert un moyen de faire croître une version miniature du cerveau humain qui subit le même processus de plissage qu’un cerveau réel, ce qui ouvre la voie à une meilleure compréhension des défaillances congénitales pour les chercheurs.

Approximativement un bébé sur 30 000 naît avec le cerveau lisse. Ils souffrent de difficultés de développement graves et ont une espérance de vie relativement médiocre.

Les scientifiques de l’Institut Weizmann de Science de la ville de Rehovot, dans le centre d’Israël, ont cherché à mieux comprendre les facteurs physiques et biologiques qui amènent le cerveau à se plisser. Mais il est très difficile de contrôler le développement du cerveau avec les méthodes existantes de culture in vitro de cet organe.

Ce qui a mené le docteur Eyal Karzbrun de l’Institut à développer une nouvelle approche de croissance des organoïdes – des versions simplifiées et miniatures d’organes produits dans des tubes à essai.

Afin de permettre des imageries et des dépistages au microscope d’une qualité optimale du développement du phénomène de plissage, Karzbrun est parvenu à utiliser des cellules-souches embryonnaires pour faire grandir un « mini-cerveau », rond et plat, avec un espace fin au milieu.

Lors de la deuxième semaine de la croissance et du développement du minuscule organoïde, l’équipe a été en mesure d’observer l’apparition de plis, qui se sont approfondis par la suite. Karzbrun a indiqué que « c’est la première fois que ce phénomène de plissage est observé sur un organoïde, apparemment en raison de l’architecture de notre système ».

Les conclusions ont été rapportées lundi dans Nature Physics.

Capture d’écran d’images en accéléré montrant le développement d’un organoïde de cerveau incorporant la mutation génique à l’origine de la lissencéphalie (Capture d’écran : YouTube)

L’équipe de chercheurs a alors fait croître un mini-cerveau incorporant un gène présent chez les bébés atteints de lissencéphalie, identifié par le professeur Orly Reiner de l’Institut en 1993.

Les organoïdes atteints de ce gène se sont développés dans les mêmes proportions que les autres, mais avec de nouveaux plis, très différents dans leur forme à ceux qui sont habituellement observés chez les sujets normaux.

En utilisant la microscopie à forme atomique, qui permet un très fort niveau de résolution sur des surfaces minuscules, ils ont découvert des différences physiques et biologiques entre les cellules sur les deux petits « cerveaux », notant, par exemple, que les cellules du cerveau normales étaient deux fois plus rigides que les autres, issues du gène muté.

« Nous comprenons dorénavant mieux ce qui entraîne le plissage du cerveau ou, dans le cas de celui qui se distingue par le gène muté, son caractère lisse », a expliqué Reiner.

Les chercheurs prévoient de continuer à développer leur approche, estimant qu’elle pourrait ouvrir de nouvelles possibilités pour comprendre les troubles du développement comme la microcéphalie, l’épilepsie et la schizophrénie.

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