Ces Suisses ont fait une découverte majeure sur le cerveau

Après une lésion cérébrale, les cellules de soutien peuvent jouer un rôle déterminant dans le processus d'autoguérison.Image: Getty

Ces Suisses découvrent le «mode d'emploi de réparation» du cerveau

Des chercheurs de l'Université de Zurich montrent comment le cerveau remplace les cellules perdues et répare les tissus endommagés après un accident ou une maladie. Cela pourrait ouvrir la voie à de nouvelles approches thérapeutiques.

Bruno Knellwolf

Sans notre centre de commande logé dans la tête, rien ne fonctionne. Les lésions cérébrales sont donc d'autant plus dramatiques. De telles atteintes peuvent survenir de différentes manières: d'une part, sous l'effet de facteurs externes, par exemple lors d'un traumatisme crânio-cérébral consécutif à un accident.

D'autre part, il existe des maladies du cerveau, par exemple à la suite d'un accident vasculaire cérébral (AVC). Des lésions cérébrales peuvent également résulter de maladies inflammatoires et/ou à médiation auto-immune du système nerveux, ou de maladies neurodégénératives comme Alzheimer.

Les astrocytes comptent parmi les éléments importants au bon fonctionnement de notre cerveau. Bruno Weber, professeur à l'Institut de pharmacologie et de toxicologie de l'Université de Zurich, explique:

«Les astrocytes sont des cellules de soutien et d'approvisionnement vitales pour le cerveau: elles fournissent des nutriments aux neurones, régulent leur environnement et contribuent à maintenir la barrière hémato-encéphalique.»

Ces astrocytes maintiennent le tissu cérébral en bonne santé, mais sont détruits en cas de lésion cérébrale.

Les causes de la perte d'astrocytes

«Une perte d'astrocytes survient dans le cadre d'un certain nombre de maladies neurologiques», explique Bruno Weber. Les mécanismes sous-jacents sont très variés: les cellules peuvent être endommagées et détruites, directement ou indirectement, par des inflammations, des troubles de la circulation sanguine comme lors d'un accident vasculaire cérébral, des lésions cérébrales traumatiques ou des maladies auto-immunes.

Jusqu'à présent, la science partait du principe que le cerveau adulte ne pouvait pas remplacer entièrement les astrocytes perdus. Même s'il est bien établi qu'une certaine plasticité du cerveau subsiste même à un âge avancé, la manière dont ces processus de régénération se déroulent réellement au niveau cellulaire est restée majoritairement inconnue.

Une découverte majeure

Or, une nouvelle étude de l'Université de Zurich montre à présent que l'hypothèse selon laquelle les astrocytes ne pourraient se régénérer que de manière très limitée est erronée.

L'équipe dirigée par Bruno Weber a découvert, dans le cerveau de souris vivantes, un groupe spécialisé d'astrocytes régénératifs. Bruno Weber affirme:

«Nos résultats montrent que les astrocytes disposent, après une perte, de remarquables capacités d'autoguérison»

Les cellules astrocytaires situées en bordure de la zone endommagée réagissent de manière très ciblée: elles se divisent, modifient leur forme et, grâce à un mécanisme spécifique, recolonisent avec leurs cellules filles les zones perdues. Elles reconstruisent ainsi progressivement un nouveau réseau d'astrocytes aux endroits où cela est nécessaire.

Marina Herwerth et Matthias Wyss, les premiers auteurs de l'étude, publiée dans la revue spécialisée Nature Neuroscience, précisent:

«Nous avons pu observer aussi bien les processus cellulaires qu'identifier les programmes moléculaires activés au cours de cette régénération.»

Une maladie rare comme modèle

Cette découverte réjouissante concernant les capacités d'autoguérison du cerveau a pu être démontrée à partir d'une maladie rare. Une perte particulièrement ciblée d'astrocytes survient dans le cadre du trouble du spectre de la neuromyélite optique (NMOSD). Dans cette maladie neurologique auto-immune rare et grave, les anticorps attaquent un canal hydrique situé à la surface des astrocytes et les détruisent.

«Nous avons utilisé ce mécanisme pour notre modèle expérimental», souligne Bruno Weber avant d'ajouter:

«Grâce à ces anticorps spécifiques, nous pouvons éliminer de manière ciblée les astrocytes, en l'espace de 24 heures, dans une zone limitée du cerveau de souris.»

Ce modèle permettrait d'observer directement comment le cerveau réagit à la perte de ces cellules importantes et comment il reconstruit le réseau d'astrocytes endommagé. Pour ce faire, les chercheurs ont observé en temps réel, à l'aide de la microscopie à deux photons, des cerveaux de souris vivantes pendant plusieurs semaines, et ont cartographié quels gènes s'activaient et dans quelles régions.

L'espoir de développer une thérapie de réparation

Ces découvertes pourraient contribuer à la guérison des lésions et maladies cérébrales. En effet, si les mécanismes découverts pouvaient être activés de manière ciblée, cela pourrait aider à mieux réparer les tissus cérébraux endommagés. Bruno Weber s'enthousiasme:

«On pourrait essayer de renforcer ce programme naturel de réparation de manière thérapeutique et ciblée. Il serait envisageable, par exemple, d'activer des voies de signalisation moléculaires favorisant la multiplication, la mobilisation et la réorganisation des astrocytes.»

Le cerveau pourrait ainsi stabiliser plus rapidement les zones endommagées et rétablir plus vite des fonctions importantes, telles que l'approvisionnement métabolique des neurones ou le maintien de la barrière hémato-encéphalique. Le responsable de l'étude affirme:

«Notre étude identifie ainsi, pour la première fois, le "mode d'emploi de réparation" moléculaire que les astrocytes utilisent après une perte cellulaire localisée.»

La prochaine étape consistera désormais à examiner sur le plan fonctionnel les gènes candidats les plus prometteurs, et à vérifier s'il est possible d'influencer positivement ces mécanismes de manière ciblée et, par exemple, de les renforcer pharmacologiquement. Bruno Weber conclut:

«On verra alors si de nouvelles thérapies contre les maladies cérébrales peuvent en découler»

Université de Zurich / www.brunoweberlab.ch (trad. ysc)