La découverte en 2006 des cellules souches pluripotentes induites, ou iPSC, a constitué une révolution qui a rapidement valu le prix Nobel de médecine au japonais Shinya Yamanaka. Ces cellules sont obtenues à partir de cellules différenciées – cellules musculaires, neurones, fibroblastes etc. ­- transformées en cellules souches grâce à un cocktail de facteurs de transcriptions. Les iPSC peuvent ensuite être retransformées à volonté ; et grâce à des techniques de culture cellulaire en trois dimensions, il est possible  d’obtenir de petits modèles d’organes in vitro appelés organoïdes.

Ces organoïdes sont très utiles pour comprendre les étapes du développement normal des organes et modéliser des pathologies génétiques. En créant des organoïdes à partir de cellules de patients, on obtient un modèle d’organe porteur des marqueurs génétiques de la maladie. Dans le cas des pathologies neurodégénératives, leur survenue tardive au cours de la vie rend leur étude au laboratoire extrêmement difficile. La production d’organoïdes cérébraux à partir de cellules de patients atteints des maladies d’Alzheimer ou de Parkinson permet de modéliser partiellement ces maladies in vitro et de mieux en comprendre leurs mécanismes dans des cellules humaines.

Un programme de recherche porté par Vivian Gama et Leon Bellan de l’Université Vanderbilt s’apprête à franchir une étape supplémentaire. En plus des cellules cérébrales à proprement parler, l’équipe souhaite également modéliser les signaux externes envoyés par les méninges. Ces enveloppes qui entourent le cerveau ont un rôle essentiel au moment de son développement. Le dialogue entre méninge et tissu cérébral s’opère par une multitude de signaux moléculaires dont la perturbation est à l’origine de pathologies neurologiques et psychiatriques. Les chercheurs espèrent ainsi reproduire la complexité des échanges entre tissus au moment du développement cérébral et ainsi de mieux comprendre l’origine des pathologies neuro-développementales.

Le projet est financé par l’initiative NIH BRAIN avec une dotation de 2,3 millions de dollars sur trois ans. BRAIN (Brain Research Through Advancing Innovative Neurotechnologies) a été lancée en 2013 sous l’impulsion de l’administration Obama. Avec un financement initial de 110 millions de dollars, l’initiative vise à combler l’espace entre la recherche sur le cerveau entier in vivo par les techniques d’imagerie (IRM fonctionnelle par exemple) et l’étude au niveau des cellules nerveuses en culture. Les projets portés par BRAIN relèvent de la cartographie du cerveau, de la neuroinformatiques et des innovations en nanobiotechnologies, comme c’est le cas pour le projet porté par l’Univeristé Vanderbilt.

Rédacteur : Yann Méheust, Attaché adjoint pour la Science et la Technologie, Consulat de France à Atlanta [email protected]