L’introduction d’un gène neuro-régénératif chez des souris atteintes d’une lésion de la moelle épinière améliore la fonction motrice

Les chercheurs de l’Université de Nagoya ont identifié un gène qui joue un rôle crucial dans la régénération des neurones des têtards de grenouilles à griffes africaines, qui a une capacité inhabituellement élevée de régénération nerveuse. Leur étude, récemment publiée dans la revue iScience, ont montré que l’introduction du gène chez des souris atteintes de lésion médullaire (SCI) conduisait à une récupération partielle de leurs fonctions motrices perdues.

Ces découvertes pourraient contribuer au développement d’une nouvelle thérapie pour la LME, qui provoque souvent chez une personne des incapacités physiques et neurologiques permanentes et sévères.

La réparation des lésions de la moelle épinière chez l’homme et d’autres mammifères est difficile, en partie à cause de leur capacité limitée à réparer et à régénérer les tissus neuraux de la moelle épinière. En revanche, il existe des animaux à forte capacité de régénération nerveuse, comme la grenouille africaine à griffes. « En tant que têtard, il est parfaitement capable de récupérer fonctionnel après une lésion de la moelle épinière », ont déclaré les Drs. Dasfne Lee-Liu et Juan Larrain de la P. Universidad Catolica de Chile dans leur étude, « Genome-wide expression profile of the response to spinal Xenopus laevis révèle des différences importantes entre les stades régénératifs et non régénératifs », publié en 2014.

Dans ce contexte, l’équipe de recherche de l’Université de Nagoya a mené une étude en collaboration avec les Drs. Lee-Liu et Larrain pour identifier les facteurs de transcription qui régulent la régénération nerveuse chez le têtard grenouille à griffes d’Afrique, dans le but d’induire des effets régénératifs chez les mammifères. L’équipe a analysé de manière exhaustive les profils d’expression génique des têtards en réponse à la SCI et a découvert qu’un gène appelé Neurod4 a été exprimée principalement lors de la régénération nerveuse. L’équipe a ainsi émis l’hypothèse que ce gène est un facteur clé dans la régénération des tissus neuraux après une blessure.

Dans cette étude, l’équipe s’est également concentrée sur le fait que chez les mammifères, les cellules souches neurales (appelées cellules auto-renouvelables) dérivées des cellules épendymaires tapissant le canal central de la moelle épinière sont activées et prolifèrent au stade précoce de la SCI, bien que ces types de cellules souches neurales se transforment finalement en astrocytes – un type de cellule qui forme des cicatrices gliales rigides.

En prenant ces choses ensemble, nous avons pensé que l’introduction Neurod4 en cellules souches neurales activées peuvent aider à régénérer les neurones. « 

Atsushi Natsume, professeur agrégé, École supérieure de médecine de l’Université de Nagoya, auteur correspondant de l’étude

À cette fin, l’équipe a mené des expériences dans lesquelles le Neurod4 gène a été introduit dans des cellules souches neurales activées chez la souris juste après la SCI. Les chercheurs ont observé que les cellules souches neurales étaient converties avec succès en neurones et, fait intéressant, les souris déplaçaient parfois leurs pattes postérieures paralysées. Le Dr Natsume a expliqué: « Neurod4 introduit dans les cellules souches neurales activées facilite la production de neurones relais, qui se projettent sur les motoneurones des pattes postérieures. Comme effet secondaire, la formation de cicatrice gliale a été supprimée après la phase subaiguë de la lésion médullaire. Cet effet permet à un environnement propice à l’allongement des axones au-delà du site de la lésion et à la formation de synapses, améliorant ainsi la fonction motrice des pattes postérieures. « 

«Notre méthode consiste à introduire un gène neuro-régénératif directement dans les cellules souches neurales qui sont déjà présentes dans la moelle épinière. Cela pourrait atténuer les problèmes de rejet et de formation de tumeurs, qui se produisent souvent dans les méthodes conventionnelles de transplantation de cellules souches. Nous pensons que cette étude permettra contribuer au développement de nouvelles approches thérapeutiques des lésions de la moelle épinière », a-t-il ajouté.