Des chercheurs de la faculté de médecine de l’Université de Californie à San Diego ont développé une méthode rapide et rentable pour développer des « mini-cerveaux » organoïdes en laboratoire. Ces cerveaux miniatures, qui reproduisent l'architecture des cerveaux mais ne possèdent aucun niveau de conscience, sont créés à l'aide de cellules souches. Les chercheurs espèrent que ces mini-cerveaux permettront de mieux comprendre les véritables cerveaux qu’ils reproduisent.
« Le cerveau est l’un des tissus les plus complexes du corps » Alysson Muotri, directeur du programme de cellules souches à la faculté de médecine de l'UCSD, a déclaré à Digital Trends. « Bien que nous ayons une bonne idée de l’anatomie et du fonctionnement du cerveau adulte, la compréhension du développement neurologique du cerveau humain en est à un stade très mystérieux. En effet, le cerveau embryonnaire humain intact se développe in utero et est donc très inaccessible. Il y a [peu d'informations] sur la façon dont le cerveau se développe, [et] sur le moment où il commence à fonctionner, mais il existe de nombreux troubles neurologiques qui commencent in utero. Il est [donc] très important d’apprendre comment le cerveau se développe, à la fois dans des conditions saines et pathologiques.
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Les mini-cerveaux sont créés en cultivant des cellules souches pluripotentes humaines, puis en les incitant à former des cellules progénitrices neurales. Ceci est réalisé en utilisant de petites molécules ajoutées à un milieu de culture. Ces cellules progénitrices neurales sont ensuite incitées à croître en trois dimensions et à se développer, formant une sphère comportant plusieurs couches. Enfin, les cellules progénitrices sont transformées en neurones et en un type de cellules gliales également présentes dans le cerveau, qui mûrissent ensuite pour devenir un organoïde complet.
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Les chercheurs optimisent les protocoles de création de cellules cérébrales dans une assiette depuis des décennies. Cependant, ce n'est que plus récemment que les chercheurs ont appris qu'il était possible d'induire une croissance en 3D dans un environnement manière qui permet aux cellules de s'auto-organiser dans une structure qui ressemble aux premiers stades de l'embryon humain cerveau. Cela ouvre la possibilité d’étudier les premiers stades du développement neurologique humain en laboratoire. Cela pourrait fournir de nouvelles informations sur les troubles génétiques, tels que l’autisme, ou sur les différentes manières dont les virus affectent le cerveau.
Pour faciliter le processus de développement de ces mini-cerveaux, les chercheurs de l’UCSD ont développé un protocole qui accélère la conversion des cellules somatiques en organoïdes cérébraux 3D. "Outre le coût et le temps, le plus grand avantage réside dans le débit", a poursuivi Muotri. « Nous pouvons désormais créer simultanément des centaines d’organoïdes cérébraux différents, provenant de différents individus. »
Un document décrivant le travail a été récemment publié dans la revue Stem Cells and Development.
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