Des chercheurs néerlandais ont réussi à développer un modèle de mini-cerveau humain à partir de tissu cérébral fœtal. Ce progrès, réalisé par Hans Clevers et son équipe de l'Institut Hubrecht et du Centre Princess Máxima, ouvre des perspectives inédites pour la recherche sur les maladies cérébrales, notamment chez les enfants.
Le modèle, de la taille d'un grain de riz, bien qu'il ne soit pas un organe réel (sans pensées, émotions, ni conscience), est formé en faisant s'auto-organiser de petits fragments de tissu cérébral fœtal. Cette méthode diffère de l'approche traditionnelle qui implique la prolifération de cellules souches en millions de types cellulaires différents. Le résultat est un organoïde cérébral structuré en trois dimensions, composé de divers types cellulaires, y compris des neurones et des cellules de soutien, appelées cellules gliales radiales.
Ces organoïdes cérébraux présentent un intérêt particulier car les cellules gliales radiales sont des caractéristiques spécifiques à l'humain, qui ne se retrouvent pas dans les modèles de rongeurs. De plus, ces organoïdes ont réagi à certains signaux chimiques similaires à ceux d'un cerveau vivant et ont survécu plus de six mois, une durée nettement supérieure à celle des organoïdes dérivés de cellules souches.
La source de tissu cérébral fœtal, généralement obtenue à partir d'avortements électifs, pose des questions éthiques. Les chercheurs ont travaillé en étroite collaboration avec des bioéthiciens pour élaborer leur méthodologie, respectant les réglementations strictes des Pays-Bas sur l'utilisation de ce tissu.
Une image d'un organoïde de cerveau fœtal humain entier. Les cellules souches sont marquées en gris et les cellules neuronales sont codées par couleur du rose au jaune en fonction de la profondeur.
Centre Princesse Máxima, Institut Hubrecht/B Artegiani, D Hendriks, H Clevers/CC BY-NC-ND
L'équipe a également réussi à manipuler génétiquement les organoïdes pour imiter des tumeurs cancéreuses et tester des médicaments sur eux. Cette approche est particulièrement prometteuse pour comprendre comment des erreurs dans le processus de développement cérébral peuvent mener à des maladies neurodéveloppementales comme la microcéphalie, ainsi que pour étudier les cancers cérébraux pédiatriques.
La présence de protéines cruciales produites par le tissu cérébral, qui créent une structure de soutien pour l'auto-organisation des cellules cérébrales en une structure tridimensionnelle, est considérée comme un facteur clé de la réussite de cette méthode.
Ce travail, publié dans la revue
Cell, représente une avancée majeure dans le domaine de la recherche sur le cerveau et les organoïdes, offrant de nouvelles perspectives pour l'étude des maladies cérébrales et de leur traitement.