Un groupe de recherche dirigé par Kazunobu Sawamoto, professeur à l'Université de la ville de Nagoya et à l'Institut national des sciences physiologiques, et Koya Kawase, pédiatre à l'hôpital universitaire de la ville de Nagoya, a élucidé l'importance de la naissance dans le maintien des cellules souches neurales (NSC). .
La naissance est l’un des événements les plus importants de la vie des animaux. Le passage de l’environnement intra-utérin à l’environnement extra-utérin provoque divers changements métaboliques chez les individus. Malgré son importance, le rôle de la naissance dans le processus de développement reste mal compris. Dans le cerveau des mammifères adultes, les NSC sont retenus dans la zone ventriculaire-sous-ventriculaire (V-SVZ), où ils continuent de générer de nouveaux neurones. La majorité des NSC postnatals sont maintenus dans un état de repos, permettant leur maintien à long terme. Dans divers tissus, les profils métaboliques de la niche des cellules souches et des cellules souches elles-mêmes jouent un rôle essentiel pour déterminer si les cellules restent au repos ou passent à un état actif et différencié. Cependant, la manière dont les changements métaboliques associés à la naissance affectent le sort des cellules souches tissulaires, en particulier les NSC, est largement inconnue.
Le groupe de Sawamoto s'est concentré sur les changements métaboliques dans la glie radiale (RG), les NSC embryonnaires. Les chercheurs ont effectué des analyses métabolomiques et une séquence d'ARN unicellulaire dans le V-SVZ de souris nées à terme et de souris nées prématurément. Ils ont découvert qu'une naissance normale à terme déclenche la quiétude du RG, ce qui implique une altération du métabolisme de la glutamine, résultant d'une expression accrue de Glul, un gène codant pour une enzyme qui convertit le glutamate en glutamine. Surtout, ils ont découvert que ce processus cellulaire est altéré par une naissance prématurée.
« Pour comprendre le rôle de la naissance dans le maintien des NSC au repos, nous avons évalué les effets de la naissance prématurée sur la neurogenèse postnatale », a déclaré Sawamoto.
Ensuite, l’équipe a analysé histologiquement les changements dans l’activité neurogène de RG. Ils ont montré que RG entre de manière transitoire dans un état neurogène via la signalisation mTORC1 chez les souris nées prématurément. Cependant, ils ont également constaté que la neurogenèse au stade jeune adulte était diminuée en raison de l’épuisement du pool NSC chez les souris nées prématurément. En outre, ils ont analysé des cerveaux humains autopsiés et ont découvert que la neurogenèse postnatale dans la V-SVZ est diminuée par la naissance prématurée, non seulement chez la souris mais également chez l'homme.
« Considérant que la neurogenèse postnatale joue un rôle important dans le développement cérébral et la plasticité chez l'homme, la réduction de la neurogenèse postnatale pourrait être une cause de pires résultats neurodéveloppementaux chez les nourrissons prématurés », a déclaré Kawase.
Enfin, pour examiner le rôle de la régulation positive de Glul induite par la naissance dans RG, ils ont généré des lentivirus de knockdown et de surexpression de Glul et les ont infectés en RG in vivo. Leurs expériences ont démontré qu'une régulation positive suffisante de Glul dans RG à un moment approprié de la naissance est essentielle au maintien des NSC au repos.
« Nous avons découvert l'importance de la naissance dans le maintien des NSC au repos. Considérant que le métabolisme de la glutamine régule également les fonctions des cellules souches tissulaires autres que les NSC, nos résultats améliorent notre compréhension du rôle central de la naissance dans l'homéostasie des tissus et les capacités de régénération », » commenta Sawamoto.
Les résultats complets de l’étude sont publiés dans Science Advances.
Titre de l'article : Importance de la naissance dans le maintien des cellules souches neurales quiescentes. DOI:10.1126/sciadv.adn6377
Outre Kazunobu Sawamoto et Koya Kawase, les co-auteurs de cet article de recherche comprennent des chercheurs de l'Université de la ville de Nagoya, de l'Institut national des sciences physiologiques, de l'Université Kindai, de l'Université de Copenhague, de l'Hôpital national pour enfants et de l'Institut national des sciences et technologies industrielles avancées.
