Le cerveau adulte peut-il encore fabriquer de nouvelles cellules cérébrales ? Le débat académique sur cette question est houleux. La réponse est donc importante pour le traitement de la maladie d’Alzheimer.
« Dois-je continuer un moment ? demande l’assistant de laboratoire en coupant le cerveau d’un garçon de 19 ans. Ce n’est pas souvent que des personnes en bonne santé de cet âge meurent et donnent leur cerveau à la science.
C’est pourquoi le neurobiologiste Shawn Sorrells de l’Université de Pittsburgh le sait : c’est une opportunité. Sorrells recherche des zones où les jeunes cellules cérébrales poussent dans le cerveau adulte. Il s’attend à le trouver, tout comme d’innombrables autres groupes de recherche qui l’ont précédé au cours des vingt dernières années. Seulement : les cellules cérébrales du nouveau-né sont introuvables, dit-il par liaison vidéo.
Remarquable, car la production de nouvelles cellules cérébrales chez l’adulte semblait être une certitude en neurosciences depuis des années. Des centaines d’études ont traité de cette soi-disant neurogenèse adulte, qui se déroule principalement dans la région du cerveau appelée l’hippocampe. Il faudrait créer des souvenirs, et Les chercheurs espèrent un jour l’utiliser pour prévenir des maladies comme la maladie d’Alzheimer ou même guérir. Mais depuis Les conclusions de Sorrells en 2018 toute l’histoire est sous le feu des critiques : les adultes peuvent-ils encore fabriquer de nouvelles cellules cérébrales ?
C’est tout à fait quelque chose, simplement enlever les fondements d’un domaine scientifique florissant. « Les réputations sont en jeu, donc les enjeux sont importants », déclare Jos Prickaerts, professeur de neuropsychopharmacologie à l’université de Maastricht. Il a lui-même travaillé sur la neurogenèse pour de nouveaux médicaments et suit maintenant la discussion en marge. « Ça commence à ressembler un peu à un feuilleton. Si une personne publie quelque chose, vous pouvez être sûr que quelqu’un avec le point de vue opposé le commentera.
« Nous avons été surpris que cette seule découverte sape soudainement tous les travaux précédents », déclare Paul Lucassen, professeur de plasticité cérébrale à l’Université d’Amsterdam. Il fait des recherches sur les cellules cérébrales des nouveau-nés dans l’hippocampe des cerveaux de souris et d’humains depuis des années.
Dogme
La discussion est une raison pour certains chercheurs de mettre en garde contre des conclusions trop enthousiastes sur le rajeunissement du cerveau. « Trompeuses », le professeur de neurobiologie et expert de l’hippocampe Pasko Rakic de l’Université de Yale appelle les nombreuses études sur la production de cellules cérébrales chez les adultes au début de cette année dans un article d’opinion en Psychiatrie moléculaire.
Rakic avertit en particulier les médecins de protéger les patients atteints de maladies cérébrales contre les faux espoirs. L’association de patients le fait aussi Alzheimer Pays-Baspar exemple, que l’année dernière un message du journal fidélité nuancé comment manger des pommes favoriserait la production de nouvelles cellules cérébrales – une conclusion prématurée.
« La neurogenèse est très intéressante et existe certainement », déclare Elly Hol, professeur de biologie gliale des maladies du cerveau à l’UMC Utrecht, qui étudie la croissance cellulaire dans le cerveau. « Mais dans quelle mesure c’est important chez les adultes, sans parler du fait qu’il peut être traité rapidement, je pense qu’il faut faire attention à cela. »
L’idée de faire des recherches sur la neurogenèse a explosé vers le milieu des années 1990. Ensuite, les scientifiques ont confirmé de plusieurs manières que les souris adultes fabriquent effectivement de toutes nouvelles cellules cérébrales, qui s’installent ensuite dans l’organe olfactif et dans l’hippocampe.
À l’époque, c’était une surprise, car les neuroscientifiques avaient supposé pendant près d’un siècle qu’un cerveau adulte ne pouvait plus fabriquer de nouvelles cellules. Le vieux dogme a été soudainement bouleversé. Depuis lors, les chercheurs ont trouvé des signes solides de cellules cérébrales nouveau-nées chez les rats, les moutons, les singes et, oui, les humains aussi.
Il y a aussi un hic avec toute cette recherche : elle est basée sur des tissus cérébraux de personnes décédées et d’animaux de laboratoire. « Vous ne pouvez pas voir immédiatement si de nouvelles cellules cérébrales naissent quelque part », explique Pickaerts. C’est pourquoi les chercheurs recherchent principalement d’autres signes par lesquels les cellules cérébrales du nouveau-né pourraient trahir leur présence, même après la mort.
Cela fonctionne bien chez les animaux de laboratoire et la neurogenèse a même été démontrée chez la souris adulte, mais c’est plus difficile chez l’homme. Pickaerts : « La différence d’opinion porte essentiellement sur la méthode qui indique réellement le développement de nouvelles cellules cérébrales chez l’adulte. »
Sensible
Un exemple. Chez les souris et les embryons, de très jeunes cellules cérébrales, âgées tout au plus de quelques semaines, se promènent de leur pouponnière à leur futur lieu de travail dans le cerveau. Ces neurones sont plus mobiles et agiles, et sont biochimiquement légèrement différents. La double cortine est l’une de ces molécules de flexibilité que les chercheurs étudient. Et oui : surtout près de l’hippocampe, les tissus de la banque cérébrale humaine regorgent de la double cortine, selon un Espagnol équipe de recherche dirigée par María Llorens-Martín.
Cependant, lorsque le neuroscientifique Sorrells a recherché la double cortine dans le don de la banque de cerveaux du jeune de 19 ans, et plus tard dans des cerveaux humains plus âgés, il n’a pas pu le trouver. « Nous avons commencé à douter énormément : faisons-nous quelque chose de mal ? Les autres équipes de recherche affirment qu’elles l’ont fait : l’équipe de Sorrells n’a pas suivi le bon protocole lors de la coupe et de la coloration chimique des tranches de cerveau.
« Les méthodes comptent », dit Lucassen, qui a écrit plusieurs réponses aux études de Sorrells. « Nous savons que cette coloration est très sensible. Si vous faites cette recherche sur des tissus qui ont attendu trop longtemps pour les préparer proprement au stockage, vous perdez la sensibilité pour pouvoir détecter la double cortine. »
Sorrells a dessus répondu l’année dernière en faisant de nouvelles analyses avec des colorations extra sensibles selon les protocoles de la partie adverse, pense-t-il. Bien que son équipe voit un petit signe de double cortine chez les adultes, tout comme les études précédentes, Sorrells doute que cela indique vraiment de nouvelles cellules cérébrales, car la double cortine tache également d’autres zones du cerveau où aucune division n’a lieu. Lucassen souligne que la dernière tentative de Sorrell s’écarte du protocole approprié à d’autres égards.
Il semble y avoir une impasse inutile, craignent les neuroscientifiques. « De cette façon, ils peuvent continuer pendant encore cinq ans et ne pas aller plus loin », déclare Prickaerts. « Ce que j’espère, c’est qu’ils vont s’asseoir ensemble et trouver ce sur quoi ils peuvent s’entendre. »
tout neuf
Des techniques plus modernes promettent d’éclaircir un peu plus les choses. En jetant un coup d’œil dans les cellules cérébrales à la recherche de messages moléculaires pour les outils de division cellulaire, les chercheurs peuvent voir si une cellule vient de finir de se diviser et dans quelle mesure les neurones se rajeunissent. Plus précisément, il s’agit de ce qu’on appelle le séquençage d’ARN, une technique qui lit à partir de fragments d’ARN quels gènes sont actifs.
Sorrells s’y est lancé et a trouvé peu de fragments d’ARN dans l’hippocampe qui indiquent la division cellulaire, mais une toute nouvelle étude de l’Université de Pennsylvanie avec une analyse plus approfondie, on a trouvé pas mal d’outils de division cellulaire actifs, également chez les adultes, mais moins que chez les enfants.
La neuroscientifique de l’UMCU, Elly Hol, le reconnaît. « Nous avons essayé de cultiver de nouvelles cellules à partir de cellules souches neurales adultes. Vous pouvez voir que de nouvelles cellules cérébrales peuvent en effet surgir de cela, donc c’est possible et la neurogenèse y a lieu, mais ce n’est pas beaucoup.
C’est un point sur lequel les deux parties s’accordent : la plupart des jeunes cellules cérébrales mûrissent autour de la naissance, plus tard il y en a moins. La question commence donc à se déplacer : il ne s’agit pas de savoir si les adultes peuvent encore fabriquer de nouvelles cellules cérébrales de la même manière que les enfants et les jeunes souris, mais surtout quelles astuces de rajeunissement les cellules cérébrales immatures restantes, même dans un cerveau vieillissant, ont encore, dit Evgenia Salta , neuroscientifique à l’Institut néerlandais du cerveau qui étudie la capacité du cerveau à récupérer pour les traitements de la maladie d’Alzheimer.
Selon Salta, il sera particulièrement important pour les chercheurs et les patients de comprendre ce que les cellules peuvent et ne peuvent pas faire. « Je me fiche du terme que les scientifiques utilisent pour nommer cela. »
neige sous
Sorrells est également toujours enthousiaste à propos de la neurogenèse et du travail de réparation dans le cerveau. « J’ai commencé cette recherche parce que je veux savoir comment les nouvelles cellules cérébrales se forment et comment elles s’intègrent dans les circuits cérébraux existants », dit-il. « Nous savons que c’est possible, parce que les cerveaux des embryons et des enfants le font de toute façon. C’est super excitant. Ces connaissances recèlent un incroyable potentiel inexploité pour le traitement des troubles cérébraux. »
Même si davantage de naissances de cellules cérébrales peuvent être étudiées chez les jeunes animaux et les humains, Salta pense que la recherche sur les adultes est importante. « Quand un enfant se développe et fabrique de nouvelles cellules cérébrales, c’est quelque chose de complètement différent de ce qui se passe chez les adultes. » Chez les enfants, tout le cerveau est en mode de croissance et il y a encore beaucoup d’espace, explique Salta, tandis que chez les adultes, chaque nouvelle cellule cérébrale doit se blottir entre d’autres neurones qui se trouvent au même endroit depuis des décennies. «Nous allons donc également étudier dans quel sol une nouvelle cellule se retrouve, pour ainsi dire. Il ne doit pas être trop mince. »
Pour l’instant, il n’est pas question d’une thérapie dans laquelle les malades d’Alzheimer récupèrent miraculeusement toutes sortes de cellules cérébrales, souligne Hol. « Alzheimer finit par affecter tout le cerveau et les zones qui sont actuellement étudiées pour la neurogenèse sont minuscules. Comment ces cellules devraient-elles peupler tout le cerveau à partir de là ? Il reste encore quelques étapes à franchir. Je ne sais pas si cela fonctionnera un jour. » Dans tous les cas, Hol pense que les connaissances sur la division des cellules cérébrales peuvent être utiles pour d’autres maladies, comme le cancer.
Salta espère étouffer la maladie d’Alzheimer dans l’œuf : après tout, la maladie commence près de l’hippocampe et donc aussi de la possible pépinière de nouvelles cellules cérébrales. « Il devient maintenant évident que les cellules cérébrales immatures de l’hippocampe se comportent différemment chez les patients atteints de la maladie d’Alzheimer. Si nous comprenons comment cela fonctionne et pouvons le renverser, vous pouvez commencer à penser à une nouvelle thérapie. Non balle magiquemais un traitement supplémentaire.
Prickaerts, qui fait lui-même des recherches sur les médicaments contre la maladie d’Alzheimer, espère que le débat commencera à se calmer un peu. « Le ton a été dommageable, je pense. Les investisseurs pharmaceutiques peuvent commencer à penser : tout doit être faux avec ces nouvelles cellules cérébrales. Mais sa valeur thérapeutique possible n’a pas du tout été discutée. Seule la question de savoir dans quelle mesure les nouvelles cellules cérébrales se développent d’elles-mêmes chez les adultes était en alerte, mais ce n’est qu’une petite partie de la façon dont le cerveau conserve sa flexibilité et reste en bonne santé.