Grâce à plus d’un siècle de neurosciences modernes, nous avons fait des progrès significatifs dans notre compréhension du cerveau. Néanmoins, nous venons tout juste de commencer à effleurer le fonctionnement de cet organe incroyablement complexe.
En creusant plus profondément dans cette énigme déroutante, des chercheurs de la Faculté des sciences pharmaceutiques de l’Université de Kyushu ont maintenant analysé avec des détails sans précédent le développement et le profil génétique d’un ensemble de cellules qui construisent le système immunitaire du cerveau.
Leurs nouvelles idées, publiées dans la revue Naturepourrait ouvrir la voie à une meilleure compréhension des origines et des mécanismes des principales pathologies cérébrales telles que la maladie d’Alzheimer et la sclérose en plaques.
« Beaucoup de gens savent comment les neurones se connectent pour envoyer des signaux à travers le cerveau, mais il y a aussi des vaisseaux sanguins qui alimentent le cerveau en oxygène et des cellules gliales qui agissent comme le réseau de soutien du cerveau et le système immunitaire », explique Takahiro Masuda, qui a dirigé l’étude. « En fait, même les estimations les plus généreuses suggèrent qu’environ la moitié seulement des cellules de notre cerveau sont des neurones, donc étudier les autres cellules est tout aussi vital pour découvrir le fonctionnement du cerveau. »
Dans cet esprit, l’équipe de recherche s’est concentrée sur une série de cellules appelées «macrophages associés au système nerveux central», un type de cellules immunitaires qui protègent le cerveau contre les infections. On pense que ces macrophages sont impliqués dans presque toutes les maladies neurodégénératives connues en raison de leur rôle critique en tant que cellules immunitaires du cerveau.
Au fil des ans, la recherche a montré qu’il existe de nombreux types différents de ces cellules. Pour cette étude, l’équipe s’est particulièrement intéressée aux macrophages qui entourent les vaisseaux sanguins et à ceux situés dans les méninges – les couches qui entourent le cerveau – respectivement appelés «macrophages périvasculaires» et «macrophages méningés».
Jusqu’à présent, ces cellules ne se distinguaient pas des autres cellules immunitaires, et comment et où ces cellules critiques se développent étaient considérablement sous-étudiées. Nous avons donc étudié les caractéristiques fondamentales de ces cellules, telles que la façon de les distinguer des autres cellules du cerveau, leur emplacement exact, leur développement, le type de gènes qu’elles expriment et la manière dont elles interagissent avec d’autres cellules.
Takahiro Masuda, Université de Kyushu
Ces macrophages, ainsi que les autres cellules immunitaires du cerveau appelées microglie, proviennent de l’extérieur de l’embryon dans une zone connue sous le nom de «sac vitellin». Au fur et à mesure que l’organisme se développe, les cellules migrent du sac vitellin vers le cerveau. À l’aide d’une technique appelée «cartographie du destin», l’équipe a tracé avec précision où ces cellules se sont retrouvées et a discerné ce qui les amène à devenir des macrophages périvasculaires et des macrophages méningés.
« Nous avons constaté que les macrophages méningés se développent de la même manière que les autres microglies et se forment pendant la gestation. Les macrophages périvasculaires, en revanche, commencent à se former après la naissance et proviennent des macrophages méningés. C’était très inattendu », déclare Masuda. .
Grâce à leurs recherches, l’équipe a également pu identifier les gènes spécifiques qui conduisent à la génération de macrophages méningés et périvasculaires.
« L’identification de ces gènes nous permettra enfin de distinguer les macrophages méningés et périvasculaires des autres microglies », explique Masuda. « Maintenant que nous pouvons les étudier individuellement, nous pouvons obtenir une image plus claire de leurs fonctions. »
Ces découvertes devraient ouvrir de nouvelles voies de compréhension sur le rôle de ces cellules dans le cerveau.
« Maintenant que nous savons qu’ils sont distincts, la prochaine étape consiste à comprendre leurs fonctions. Au fur et à mesure que leurs mécanismes seront révélés, nous espérons comprendre leur rôle dans des pathologies comme la maladie d’Alzheimer, les troubles du spectre autistique et la sclérose en plaques », conclut Masuda.
