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Ces mini-cerveaux pourraient mener à d'énormes possibilités

Ces mini-cerveaux pourraient mener à d'énormes possibilités


Bien qu’ils sonnent comme l’une des créations de Frankenstein, les mini-cerveaux sont réels. Les mini-cerveaux, également connus sous le nom d'organoïdes (bourgeons d'organes), sont des faisceaux de cellules cultivés en laboratoire. Les structures tridimensionnelles proviennent de cellules souches humaines.

[Source de l'image: Flickr / Jour Donaldson]

Les scientifiques utilisent des mini-cerveaux pour étudier le développement du cerveau ainsi que pour comprendre diverses maladies telles que les troubles neurologiques. Les chercheurs espèrent également utiliser un jour les mini-cerveaux pour tester des médicaments expérimentaux; réduisant ainsi le besoin d'animaux de laboratoire.

Les scientifiques utilisent actuellement des modèles cérébraux bidimensionnels pour leurs recherches. Cependant, les modèles bidimensionnels ne parviennent pas à reproduire la complexité des circuits neuronaux nécessaires à la recherche.

Les modèles cérébraux en trois dimensions, quant à eux, présentent des similitudes structurelles et organisationnelles avec le cerveau humain. Cela offre aux scientifiques la rare opportunité d'étudier les tissus cérébraux humains vivants.

Les chercheurs espèrent que ces mini-cerveaux permettront aux scientifiques d'approfondir leurs connaissances et leur compréhension du développement du système nerveux. Ce faisant, il permettra aux scientifiques de comprendre les mécanismes caractérisés par les maladies neuropsychiatriques comme l'autisme.

Sergiu P. Paşca, codirecteur du Stanford Neurosciences Institute Stem Cells Core, a déclaré: «L'un des problèmes majeurs dans la compréhension des troubles mentaux est que nous ne pouvons pas accéder directement au cerveau humain». Il a déclaré que «ces sphéroïdes ressemblent étroitement à l'architecture tridimensionnelle du cortex et ont des modèles d'expression génique qui imitent ceux d'un cerveau fœtal en développement.»

Cultiver les mini-cerveaux

Des chercheurs de l'Université de Standford ont commencé le processus de croissance en extrayant des cellules cutanées de cinq patients différents. Les cellules de la peau ont été transformées en cellules souches pluripotentes induites (iPSC), qui sont des cellules souches dérivées d'adultes. Ces cellules peuvent se développer en d'autres types de cellules présentes dans le corps humain.

Les cellules ont d'abord été autorisées à se développer en monocouche, qui est une seule couche, une cellule d'épaisseur. Ils ont ensuite été placés dans un plat spécial qui les a empêchés de coller à la surface. Cela a provoqué la croissance de la cellule de manière tridimensionnelle, agrégeant et créant ainsi des colonies sphériques. Un cocktail de molécules a ensuite été ajouté, ce qui a amené les cellules à se différencier en cellules cérébrales immatures.

Les cellules se sont ensuite différenciées en neurones et astrocytes, qui sont les deux types de cellules présentes dans le cerveau. Les astrocytes s'enroulent autour des connexions entre les neurones, également appelées synapses. Ils fournissent aux cellules un soutien métabolique et régulent la transmission du signal.

Le résultat final était une boule de cellules qui, une fois coupées, semblaient être un arrangement tridimensionnel qui ressemblait au cortex humain. Des tests fonctionnels ont montré que 80% des neurones du sphéroïde émettaient des signaux lors de la stimulation. En outre, 86% des neurones ont participé à l'activité du réseau et ont présenté une activité spontanée ressemblant à celle du cerveau.

Le mini-cerveau est toujours en phase de recherche. Cependant, les résultats actuels montrent un avenir prometteur pour les médicaments thérapeutiques. De plus, les mini-cerveaux devraient nous aider à trouver plus de réponses concernant les changements biochimiques et développementaux qui peuvent contribuer à certains troubles cérébraux tels que l'épilepsie.

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Écrit par Terry Berman


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