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Les neurobiologistes acquièrent de nouvelles connaissances sur la formation des cellules nerveuses

Dans le cerveau des mammifères adultes, les cellules souches neurales assurent la development constante de nouvelles cellules nerveuses, c’est-à-dire de neurones. Ce processus, connu sous le nom de neurogenèse adulte, aide les souris à maintenir leur odorat. Une équipe de recherche dirigée par le Dr Francesca Ciccolini du Centre interdisciplinaire de neurosciences (IZN) de l’Université de Heidelberg a récemment découvert une deuxième population de cellules souches dans le cerveau de la souris. Ce nouveau form de cellule souche, et non celui connu auparavant, est principalement impliqué dans la generation de nouveaux neurones dans le bulbe olfactif des souris adultes.

Jusqu’à présent, les recherches scientifiques sur la neurogenèse se sont concentrées sur les cellules souches dites apicales. “Elles ont longtemps été considérées comme la seule population de cellules souches dans le cerveau de la souris adulte ainsi que le principal moteur de la formation des cellules nerveuses”, explique le Dr Ciccolini. Ces cellules souches neurales sont situées dans la zone sous-ventriculaire près du ventricule cérébral latéral. On croyait autrefois qu’ils formaient les cellules précurseurs qui se différencient ensuite dans le bulbe olfactif des souris en interneurones, des cellules nerveuses qui modulent la transmission des stimuli entre les neurones interconnectés. Les chercheurs de Heidelberg ont pu réfuter la théorie du form de cellule souche distinctive et l’hypothèse selon laquelle les cellules souches apicales sont responsables de la neurogenèse.

À l’origine, les chercheurs du département de neurobiologie étudiaient le comportement de cette populace de cellules souches prétendument isolées dans le cerveau de la souris dans diverses situations. Ils ont utilisé des animaux génétiquement modifiés dont les cellules souches neurales ont été colorées en vert à l’aide d’un colorant actif dans le noyau cellulaire. Les neurobiologistes ont été surpris de découvrir que la plupart des cellules vertes ne présentaient pas les caractéristiques connues des cellules souches apicales. “Au début, nous pensions qu’il pouvait s’agir d’astrocytes, des cellules auxiliaires qui garantissent que les neurones sont capables de faire leur travail. Mais après avoir effectué un particular nombre d’analyses fonctionnelles, il est rapidement devenu clair qu’il devait s’agir d’une populace de cellules souches distincte. “, souligne le Dr Ciccolini.

D’autres études ont montré que le form de cellule souche nouvellement découvert diffère de la population connue par sa morphologie ainsi que par sa fonction. Ce variety de cellule n’a aucun make contact with avec le ventricule cérébral latéral et est donc appelé basal. Les chercheurs ont déterminé que les cellules souches basales – et non apicales – sont responsables de la development de neurones dans le bulbe olfactif. Pour le prouver, ils ont étiqueté séparément les deux populations de cellules, puis ont observé si des neurones marqués apparaissaient dans le bulbe olfactif. “Cela ne s’est produit que lorsque la population de base a été étiquetée”, explique Francesca Ciccolini. Lorsque seules les cellules souches apicales étaient marquées, aucun nouveau neurone marqué ne pouvait être détecté dans le bulbe olfactif.

Les scientifiques de Heidelberg ont également découvert que les types de cellules souches et les cellules précurseurs du cerveau de la souris communiquent entre elles by using des interactions dites d’encoche. Un récepteur du même nom joue un rôle essentiel, contrôlant la vitesse à laquelle les cellules se multiplient et surveillant le processus de différenciation cellulaire. “L’activité de l’encoche décide, en quelque sorte, si une cellule souche reste une cellule souche ou se développe en cellule nerveuse”, explique Katja Baur, doctorante dans le groupe de travail de Francesca Ciccolini. “Nous soupçonnons que les cellules souches apicales interviennent dans l’activation de la voie du signal notch et peuvent inhiber la prolifération et la neurogenèse”, ajoute-t-elle. Cela empêche entre autres l’épuisement du réservoir de cellules souches.

“Notre découverte qu’un autre type de cellules souches existe dans le cerveau de souris d’animaux adultes jette un nouvel éclairage sur les processus de development des neurones”, souligne le Dr Ciccolini. Le cerveau humain possède des cellules souches similaires qui participent à la formation de tumeurs cérébrales. Les chercheurs de Heidelberg espèrent que leurs travaux jetteront également un nouvel éclairage sur le développement et le traitement feasible de telles tumeurs.