Transformer des cellules cutanées en cellules cérébrales

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Les cellules microgliales, cruciales pour la recherche sur la maladie d’Alzheimer, peuvent maintenant être produites en laboratoire.

Les scientifiques qui cherchent à mieux comprendre la maladie d’Alzheimer disposent maintenant d’un nouvel atout précieux : la capacité de produire artificiellement des cellules cérébrales dont le rôle important dans le processus morbide a été démontré.

En effet, une équipe internationale composée notamment de chercheurs de l’Institut et hôpital neurologiques de Montréal de l’Université McGill a mis au point, à l’aide de cellules cutanées humaines, une méthode permettant de produire un type de cellule cérébrale, appelée « cellule microgliale », qui participe à la préservation de la fonction des réseaux neuronaux ainsi qu’à la réponse de l’organisme aux maladies ou aux lésions.

Cette méthode fait appel aux cellules souches pluripotentes induites (CSPi), à savoir des cellules sanguines – ou, ici, des cellules cutanées – génétiquement reprogrammées de façon à pouvoir devenir n’importe quel autre type de cellules de l’organisme humain. Pour transformer ces cellules pluripotentes, les chercheurs les ont exposées à une série de facteurs de différenciation identiques à ceux qui conduisent à la formation de la microglie. Les cellules ainsi obtenues ont un comportement très semblable à celui des cellules microgliales humaines.

Afin de s’assurer que les cellules cutanées initiales avaient bel et bien été transformées en copies de cellules microgliales, Luke Healy, boursier postdoctoral à l’Institut et hôpital neurologiques de Montréal qui travaille au laboratoire du Dr Jack Antel, et Edsel Abud, auteur principal de l’étude et étudiant au M.D.-Ph. D. à l’Université de la Californie à Irvine (UCI), les ont comparées à des cellules cérébrales provenant de donneurs humains. Ils ont découvert qu’il était pratiquement impossible de distinguer les cellules microgliales issues de CSPi des cellules microgliales provenant de tissus humains.

Des études antérieures ont permis de montrer que les cellules microgliales interagissent avec le peptide β-amyloïde, un acide aminé qui s’accumule dans le cerveau des personnes atteintes de la maladie d’Alzheimer. Elles déclenchent également la réaction inflammatoire dans le cerveau; or, les scientifiques croient que la neuroinflammation est l’un des facteurs à l’origine de la maladie d’Alzheimer, bien que son rôle n’ait pas encore été élucidé.

« Les cellules microgliales jouent un rôle important dans la maladie d’Alzheimer et d’autres maladies du système nerveux », affirme Mathew Blurton-Jones, professeur adjoint à l’Université de la Californie à Irvine et auteur en chef de l’étude. « Des études récentes ont révélé que des gènes découverts récemment et liés à un risque accru de maladie d’Alzheimer influent sur le comportement de la microglie. À l’aide des cellules microgliales issues de CSPi, nous pouvons comprendre les caractéristiques biologiques de ces gènes et mettre à l’essai de nouveaux traitements. »

C’est ainsi que les chercheurs ont étudié les interactions génétiques et physiques entre les caractéristiques pathologiques de la maladie d’Alzheimer et les cellules microgliales produites à partir de CSPi. Ils utilisent maintenant ces cellules dans des modèles tridimensionnels du cerveau afin de comprendre comment les cellules microgliales interagissent avec d’autres cellules cérébrales ainsi que leur rôle dans la maladie d’Alzheimer et d’autres maladies neurologiques.

« On sait maintenant que l’inflammation chronique joue un rôle important dans l’apparition de maladies dites "dégénératives", comme la maladie de Parkinson, la maladie d’Alzheimer et la chorée de Huntington », explique Luke Healy. « Et c’est sans compter le rôle bien établi des cellules microgliales dans la pathogénie de maladies d’origine immunitaire, comme la sclérose en plaques. La possibilité de générer des cellules microgliales propres à chaque maladie nous aidera à comprendre les mécanismes biologiques qui sous-tendent le rôle de ces cellules dans les processus pathologiques, mais également à mettre à l’essai des médicaments par criblage à haut débit afin d’intervenir sur la fonction microgliale altérée chez les patients touchés. »

Cette étude a été publiée le 19 avril 2017 dans la revue Neuron.

À propos de l’Institut et hôpital neurologiques de Montréal de l’Université McGill

L’institut et hôpital neurologiques de Montréal, dit le Neuro, est un chef de file mondial dans le domaine de la recherche sur le cerveau et des soins de pointe. Depuis sa création en 1934 par le célèbre neurochirurgien Dr Wilder Penfield, le Neuro connaît une croissance inégalée qui en fait le plus grand établissement de recherche et de soins cliniques spécialisé en neuroscience au Canada, et l’un des plus importants sur la scène internationale. L’intégration féconde de la recherche, des soins aux patients et de la formation par les plus éminents spécialistes à l’échelle mondiale placent le Neuro dans une position unique en matière de connaissance et de traitement des affections du système nerveux. En 2016, le Neuro est devenu le premier institut au monde à adhérer complètement à la philosophie de la science ouverte, ce qui a donné naissance à l’Institut de science ouverte Tanenbaum. L’Hôpital neurologique de Montréal fait partie de la mission en neurosciences du Centre universitaire de santé McGill.