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Le cerveau mature est tristement mauvais pour se réparer à la suite de dommages comme ceux causés par un traumatisme ou un accident vasculaire cérébral, ou par des maladies dégénératives comme la maladie de Parkinson. Les cellules souches, qui s’adaptent à l’infini, ont offert la promesse d’une meilleure réparation neurale. Mais la complexité du cerveau, réglée avec précision, a entravé le développement des traitements cliniques.

Des cellules souches et la maladie de Parkinson

Dans une nouvelle étude portant sur ces obstacles, des chercheurs de l’université du Wisconsin-Madison, ont démontré un traitement à base de cellules souches, sur un modèle murin de la maladie de Parkinson. Ils ont découvert que les neurones dérivés des cellules souches peuvent bien s’intégrer dans les bonnes régions du cerveau, se connecter aux neurones natifs et restaurer les fonctions motrices.
La clé, c’est l’identité. En suivant de près le sort des cellules souches transplantées, les scientifiques ont découvert que l’identité des cellules productrices de dopamine, dans le cas de la maladie de Parkinson, définissait les connexions qu’elles établissaient et leur fonctionnement. Associés à un nombre croissant de méthodes permettant de produire des dizaines de neurones uniques à partir de cellules souches, les scientifiques affirment que ces travaux suggèrent que la thérapie par des cellules souches neurales est un objectif réaliste.
« Notre cerveau est câblé de façon si précise par des cellules nerveuses très spécialisées à des endroits particuliers, de sorte que nous pouvons nous engager dans tous nos comportements complexes. Tout cela dépend des circuits qui sont câblés par des types de cellules spécifiques », explique Zhang, professeur de neuroscience et de neurologie au Centre Waisman de l’UW-Madison. « Les lésions neurologiques affectent généralement des régions spécifiques du cerveau ou des types de cellules spécifiques, perturbant ces circuits. Afin de traiter ces maladies, nous devons restaurer ces circuits ».

Des neurones producteurs de dopamine

Pour réparer ces circuits dans le modèle murin de la maladie de Parkinson, les chercheurs ont commencé par amener les cellules souches embryonnaires humaines à se différencier en neurones, producteurs de dopamine, le type de cellules qui meurent dans la maladie de Parkinson. Ils ont transplanté ces nouveaux neurones dans le milieu du cerveau des souris, la région du cerveau la plus touchée par la dégénérescence de la maladie de Parkinson.
Plusieurs mois plus tard, après que les nouveaux neurones aient eu le temps de s’intégrer dans le cerveau, les souris ont montré une amélioration de leurs capacités motrices. En y regardant de plus près, le groupe de Zhang a pu constater que ces neurones transplantés, s’étendaient sur de longues distances pour se connecter aux régions de contrôle moteur du cerveau. Les cellules nerveuses ont également établi des connexions avec les régions de régulation du cerveau qui alimentent ces nouveaux neurones et les empêchent d’être surstimulés.

Des interrupteurs génétiques

Pour confirmer que ces neurones transplantés avaient réparé les circuits endommagés par la maladie de Parkinson, les chercheurs ont inséré des interrupteurs génétiques dans les cellules souches. Ces interrupteurs augmentent ou diminuent l’activité des cellules lorsqu’elles sont exposées à des médicaments de synthèse spécialisés dans le cadre du régime alimentaire ou par injection.
Lorsque les cellules souches ont été arrêtées, les améliorations motrices des souris ont disparu, ce qui suggère que ces cellules souches avaient restauré le cerveau endommagé par la maladie de Parkinson. Elle a également montré que cette technologie de commutation génétique pouvait être utilisée pour ajuster l’activité des cellules transplantées afin d’optimiser ce traitement.

Tester cette thérapie sur des humains

Cependant comme pour tous les nouveaux traitements, les chercheurs devront maintenant le tester sur des humains. Si les résultats s’avèrent positifs, dans quelques années, ce type de thérapie pourrait aider à réparer, les cerveaux endommagés des patients ayant la maladie de Parkinson.
Cette recherche a été publiée dans Cell Stem Cell.
Source : University of Wisconsin-Madison
Crédit photo sur Unsplash :  Ricky Kharawala