Des chercheurs de l’Université de Fribourg ont étudié ce qui se passe immédiatement après un accident vasculaire cérébral dans la niche des cellules souches appelée zone sous-ventriculaire, à l’aide d’un modèle murin. Cela a révélé un mécanisme qui entraîne la survie après un accident vasculaire cérébral de moins de neurones nouveau-nés issus de la niche des cellules souches, limitant ainsi considérablement la réaction neurogène de la zone sous-ventriculaire pour réparer le cerveau. Cette compréhension fondamentale des processus cellulaires du cerveau pourrait aider à l'avenir à stimuler la réparation du corps pour remplacer les neurones perdus et atténuer les conséquences d'un accident vasculaire cérébral.
Dans le cerveau des rongeurs en bonne santé, les neurones des nouveau-nés sont constamment générés dans la niche des cellules souches, connue sous le nom de zone sous-ventriculaire (SVZ). Ces cellules pourraient aider à réparer un cerveau endommagé par des troubles du système nerveux central. Après une lésion cérébrale, la SVZ réagit en formant des neurones nouveau-nés qui migrent vers la zone de la lésion et pourraient y assurer le remplacement cellulaire. Cependant, après un accident vasculaire cérébral, le fonctionnement du système de réparation du corps, la réponse neurogène du SVZ, est très limité. Les chercheurs dirigés par le professeur Christian Schachtrup, professeur à l'Institut d'anatomie et de biologie cellulaire de l'Université de Fribourg, et son ancienne doctorante, le Dr Suvra Nath, ont étudié les mécanismes sous-jacents à cette réponse limitée pour réparer le cerveau.
L’AVC influence négativement l’interaction des microglies et des neurones
Le système vasculaire, c'est-à-dire le système de vaisseaux sanguins de la SVZ, devient plus perméable après un accident vasculaire cérébral. En conséquence, la protéine fibrinogène et d’autres atteignent la niche des cellules souches, ce qui influence à son tour les cellules microgliales locales. Ces cellules immunitaires du système nerveux central sont immédiatement activées par les changements dans la niche des cellules souches, affectant la progression du cycle cellulaire des cellules souches neurales conduisant à la mort cellulaire des neurones nouveau-nés. « La niche des cellules souches SVZ est un système fragile. Les microglies, les cellules de défense du cerveau, font partie intégrante du microenvironnement caractéristique de la SVZ et régissent le comportement des cellules souches neurales. Ces interactions dans la niche des cellules souches sont perturbées après un accident vasculaire cérébral », explique Schachtrup.
Un test de contrôle suggère également que les interactions entre les microglies activées et les cellules souches neurales dans la SVZ influencent négativement la réparation neurogène : la restauration du microenvironnement original de la SVZ augmente la réparation neurogène, même après un accident vasculaire cérébral. Dans le même temps, davantage de neurones nouveau-nés survivent dans la SVZ si les cellules microgliales activées sont réduites.
Améliorer les conséquences d'un accident vasculaire cérébral
Les processus décrits par les chercheurs commencent très peu de temps après un accident vasculaire cérébral. Pour les comprendre, ils ont dû s’appuyer sur des modèles de souris. Bien que le cerveau humain possède également une SVZ, de nouveaux neurones ne sont produits qu’au cours de la première année de vie et cette production cellulaire reste ensuite inactive. Les chercheurs pensent qu’il est possible que cette production soit renforcée par une intervention médicale.
Lorsque nous comprendrons les mécanismes de différenciation des cellules souches neurales et comment les facteurs extracellulaires influencent le développement des neurones nouveau-nés, cela nous rapprochera de la promotion de la réparation endogène du cerveau dans les troubles du système nerveux central.
Dr Christian Schachtrup, professeur à l'Institut d'anatomie et de biologie cellulaire, Université de Fribourg
Ensuite, les chercheurs souhaitent étudier les interactions entre les cellules microgliales et les cellules souches neurales dans les organoïdes humains. Cette méthode les rapproche de l’objectif de comprendre des processus similaires dans le cerveau humain.