Création du premier organoïde de cervelet humain : des nouvelles thérapies possibles pour l’autisme et d’autres troubles

Creato il primo organoide di cervelletto umano: possibili nuove terapie per autismo e altri disturbi

Une équipe internationale de chercheurs a créé en laboratoire le premier organoïde de cervelet humain, une réplique fidèle et miniature de l’organe réel. Cela permettra de mener des recherches révolutionnaires sur différentes conditions, des troubles du spectre autistique à certaines formes de cancer comme le médulloblastome. Des espoirs pour de nouveaux traitements.

Crédit : Cell Stem Cell

Crédit : Cell Stem Cell

Pour la première fois, les scientifiques sont parvenus à créer en laboratoire un organoïde du cervelet humain, c’est-à-dire une réplique miniature qui contient la grande majorité des cellules caractéristiques de l’organe. De la même manière que le développement d’autres organoïdes, tels que celui du cœur humain développé par l’Université de Toronto, il s’agit d’un résultat extrêmement précieux ; grâce à ces « plateformes biologiques », les scientifiques disposent de substituts très fidèles des organes réels. Cela leur permet d’étudier les caractéristiques physiologiques, le développement et surtout les maladies qui les affectent. Grâce à l’organoïde du cervelet humain, il sera par exemple possible de faire de nouvelles découvertes sur les troubles du spectre autistique, l’ataxie cérébelleuse, certaines formes de cancer et de nombreux autres troubles neurologiques. Le cervelet, en effet, est impliqué dans de multiples fonctions, motrices et cognitives : du contrôle des mouvements à la mémoire de travail, en passant par le traitement spatial, le langage et les émotions.

Une équipe internationale de recherche dirigée par des scientifiques de l’École de médecine Keck de l’Université de Californie du Sud a mis au point le premier organoïde de cervelet humain en laboratoire, en étroite collaboration avec des collègues du Département de biologie et d’ingénierie biologique du California Institute of Technology (CALTECH), du Département de neurophysiologie clinique et de neurologie de l’Université de Californie, de la société Spatial Genomics et d’autres instituts. Les scientifiques, coordonnés par le doctorant Alexander Atamian et la chercheuse italienne Giorgia Quadrato, enseignante à l’Eli and Edythe Broad CIRM Center for Regenerative Medicine and Stem Cell Research de l’université de Los Angeles, ont cultivé en laboratoire plusieurs lignées mobiles qui, une fois organisées, ont donné naissance à des organoïdes cérébelleux humains (hCerOs). Ces organoïdes reproduisent fidèlement la diversité mobile complexe du cervelet présente chez un fœtus, « y compris une population de progéniteurs du lobe rhombique spécifique à l’être humain qui n’a jamais été générée in vitro avant cette étude », ont écrit les scientifiques dans le résumé de l’étude.

Parmi les caractéristiques les plus significatives de ces organoïdes, évidentes après quelques mois de maturation, on trouve la stratification laminaire organisée et la formation de connexions entre différents types de neurones : inhibiteurs et excitateurs. Cela crée une activité coordonnée en réseau et met en évidence le fait que ces cellules sont fonctionnelles, il ne s’agit pas d’une présence « stérile ». De plus, à l’intérieur de ces organoïdes se développent les principales lignées mobiles du cervelet, parmi lesquelles les cellules de Purkinje – parmi les plus grandes cellules nerveuses du système nerveux – liées au mouvement, et les cellules granulaires, le type de neurones le plus courant dans notre organisme. Rappelons que la plupart de nos cellules nerveuses se trouvent dans le cervelet, environ 80 % du total, comme l’explique le professeur Chiara Magliaro, spécialiste des organoïdes au Centre de recherche E. Piaggio de l’Université de Pise. Les hCerOs obtenus par l’équipe de la professeure Quadrato sont donc très fidèles à la contrepartie réelle du cervelet, ce qui, comme indiqué, peut révolutionner l’étude des maladies qui affectent cet organe, en plus d’élargir les connaissances sur son développement.

« Le développement conjoint et reproductible des principaux types de cellules du cervelet en développement dans un modèle organoïde humain fournit une nouvelle façon d’explorer la biologie sous-jacente au développement et aux troubles cérébelleux, et de développer des interventions thérapeutiques », explique la professeure Quadrato dans un communiqué de presse. « Cette étude fournit un système modèle entièrement humain, physiologiquement pertinent, pour élucider les mécanismes spécifiques du type de cellule qui régissent le développement et la maladie cérébelleuse », ajoute le docteur Atamian. Parmi les troubles neurologiques qui bénéficieront des études sur ces organoïdes, on trouve les troubles du spectre autistique, l’ataxie cérébelleuse (une condition qui rend incapable de contrôler l’équilibre, la démarche et d’autres mouvements), et certaines formes de cancer comme le medulloblastome qui affecte les enfants. En effet, tous les neurones présents et fonctionnels dans les organoïdes sont impliqués, et à l’avenir, ils pourraient permettre également la découverte de nouvelles maladies. Les détails de la recherche « Human cerebellar organoids with functional Purkinje cells » ont été publiés dans la revue scientifique Cell Stem Cell.