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Des chercheurs ont connecté du tissu humain dans le cerveau de souris : ce qui s’est produit ensuite est inédit !
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Des chercheurs ont fait pousser du tissu cérébral humain dans le cerveau de souris vivantes, où il a commencé à se connecter à leur système nerveux. Mais pourquoi aller aussi loin ? Parce que cette expérience pourrait permettre d’observer ce qu’on ne peut presque jamais voir directement dans un cerveau humain vivant.
Comment étudier le développement du cerveau humain sans pouvoir accéder directement à cet organe vivant ? Des scientifiques de Stanford Medicine ont créé des souris dépourvues de la quasi-totalité de leur cortex, puis ont utilisé cet espace pour y implanter du tissu cérébral humain cultivé en laboratoire. Présentée dans la revue Nature, cette expérience a donné naissance à des animaux chez lesquels plus de 90 % du tissu cortical présent, en volume, était d'origine humaine.
Les chercheurs ont d'abord modifié génétiquement des souris afin d'empêcher le développement de la plupart des neurones de leur cortex et de leur hippocampe. Le cerveau de ces animaux dits « apalliaux » ne contient plus qu'environ 2 % de la quantité habituelle de tissu cortical, laissant un espace considérable. Malgré cette modification, les souris conservent une motricité globalement normale, avec néanmoins certaines difficultés de coordination et de mémoire.
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Peu après leur naissance, les scientifiques ont transplanté dans la cavité disponible des organoïdes corticaux humains. Ces structures en trois dimensions, obtenues à partir de cellules souches, reproduisent plusieurs caractéristiques du cortex en développement.
Le tissu humain a grandi, s'est vascularisé et a formé des connexions avec différentes régions du cerveau de la souris, mais également avec sa moelle épinière. Les neurones présentaient une activité électrique organisée rappelant celle de circuits cérébraux en formation. Les chercheurs ont même identifié des cellules présentant les caractéristiques des neurones de von Economo, un type rare jusqu'ici principalement observé dans des cerveaux humains après le décès.
Carte des voies de fibres nerveuses estimées dans le cerveau d'une souris xénocorticale. Les pointillés délimitent la greffe xénocorticale. © S. Pașca, Université de Stanford
L'équipe a ensuite exposé les animaux à cinq heures de manque sévère d'oxygène (hypoxie). Contrairement au tissu cérébral de souris, les cellules humaines greffées ont présenté une importante réponse au stress. Les animaux ont également développé des troubles mesurables de la démarche et de l'équilibre.