Sclérose en plaques : des « cerveaux » en éprouvette accélèrent le développement de médicaments

Imaginez disposer d'une sorte de « modèle » du cerveau humain, permettant d'étudier de près certains mécanismes impliqués dans l'apparition de maladies comme la sclérose en plaques. Un groupe de scientifiques dirigé par Simona Lange, chercheuse au Centre d'innovation Roche de Bâle, en Suisse, a réussi à développer un système similaire : des organoïdes cérébraux humains capables de reproduire et d'analyser en détail les mécanismes de production et de retrait de la gaine de myéline qui protège les neurones. Les résultats de cette recherche ont été publiés dans Science Translational Medicine .

Reconstruire un modèle de cerveau humain dans un tube à essai

La gaine de myéline assure le bon fonctionnement des cellules nerveuses. Sa dégradation est impliquée dans plusieurs pathologies, notamment les maladies neurodégénératives et auto-immunes comme la maladie d'Alzheimer et la sclérose en plaques. Au cours de la vie, cette couche protectrice subit des modifications physiologiques, tant en termes d'épaisseur que de composition chimique. Cependant, lorsque la gaine se dégrade et n'est pas suffisamment régénérée, la transmission de l'influx nerveux le long des axones (les « queues » qui relient une cellule nerveuse à une autre) devient moins efficace, ce qui peut entraîner des troubles cognitifs ou moteurs.

Les mécanismes physiologiques permettant sa réparation sont généralement étudiés sur des modèles animaux tels que la souris, dont le système nerveux présente cependant des différences évidentes avec celui de l'homme. Pour tenter de surmonter cet obstacle et d'autres, les auteurs de cette nouvelle recherche ont utilisé des oligodendrocytes, des neurones et des cellules microgliales (obtenues à partir de cellules souches pluripotentes) pour développer des organoïdes cérébraux humains. Les oligodendrocytes sont des cellules du système nerveux central impliquées dans le processus de remyélinisation (c'est-à-dire la régénération de la gaine de myéline) des axones. Les cellules microgliales sont des cellules immunitaires qui, à leur tour, soutiennent la capacité des oligodendrocytes à régénérer la myéline.

Les organoïdes imitent efficacement certains mécanismes clés

À l'aide des organoïdes obtenus, l'équipe de recherche a ensuite induit la démyélinisation des neurones en les exposant à des toxines spécifiques. Ils ont d'abord observé que la régénération de la gaine ne se produisait qu'en présence de microglie, confirmant ainsi leur rôle. De plus, l'équipe a testé la capacité de trois molécules à favoriser le processus de remyélinisation. Deux d'entre elles sont en phase préclinique, tandis que la clémastine a déjà été testée en clinique chez l'homme. Toutes trois se sont révélées efficaces pour favoriser la réparation de la couche protectrice, mais là encore, uniquement en présence de microglie. Les auteurs concluent que les organoïdes développés au cours de la recherche pourraient donc constituer des modèles utiles et adaptables pour étudier en détail les processus de destruction et de régénération de la gaine de myéline, et ont « le potentiel d'accélérer le développement de nouveaux traitements pour les maladies liées à la démyélinisation ».