Des mini-cerveaux ont été cultivés en laboratoire à partir de cellules prélevées sur des patients atteints de démence et de neurones moteurs, ouvrant la porte à de nouveaux traitements.
Pouvoir développer de petits modèles de cerveau ressemblant à des organes a permis aux chercheurs de l’Université de Cambridge de comprendre ce qui se passe aux premiers stades d’une forme de maladie des motoneurones connue sous le nom de sclérose latérale amyotrophique.
Cette condition chevauche souvent la démence et a tendance à survenir chez les jeunes adultes âgés de 40 à 45 ans.
Les mini cerveaux aident les scientifiques à voir comment la maladie se développe bien avant que les symptômes ne commencent à apparaître, et à leur tour à rechercher des médicaments potentiels.
Ces conditions provoquent des symptômes dévastateurs de faiblesse musculaire avec des changements dans la mémoire, le comportement et la personnalité, qui peuvent être atténués s’ils sont détectés suffisamment tôt.
À l’avenir, les chercheurs espèrent que des mini-cerveaux individuels pourraient être créés à partir des cellules de la peau d’une personne et utilisés pour développer et tester des médicaments personnalisés pour traiter leurs symptômes spécifiques.
![Des mini-cerveaux ont été cultivés en laboratoire à partir de cellules prélevées sur des patients atteints de démence et de neurones moteurs, ouvrant la porte à de nouveaux traitements, selon les chercheurs](https://i.dailymail.co.uk/1s/2021/10/21/15/49468575-10116625-Mini_brains_have_been_grown_in_the_lab_out_of_cells_taken_from_d-a-44_1634827253970.jpg)
Des mini-cerveaux ont été cultivés en laboratoire à partir de cellules prélevées sur des patients atteints de démence et de neurones moteurs, ouvrant la porte à de nouveaux traitements, selon les chercheurs
Un médicament testé sur les cerveaux artificiels s’est avéré détruire les protéines toxiques qui se rassemblent en touffes, selon des scientifiques de l’Université de Cambridge.
Le directeur de l’étude, le Dr Andras Lakatos, a déclaré: «Les maladies neurodégénératives sont des troubles très complexes qui peuvent affecter de nombreux types de cellules différents et la façon dont ces cellules interagissent à différents moments au fur et à mesure que la maladie progresse.
«Pour nous rapprocher de cette complexité, nous avons besoin de modèles à plus longue durée de vie et reproduisant la composition des populations de cellules cérébrales humaines dans lesquelles des perturbations se produisent généralement, et c’est ce que propose notre approche.
« Non seulement pouvons-nous voir ce qui peut se produire au début de la maladie – bien avant qu’un patient ne présente des symptômes – mais nous pouvons également commencer à voir comment les perturbations changent au fil du temps dans chaque cellule. »
Les modèles ont été cultivés pendant près d’un an, permettant l’analyse des troubles liés à la démence sur une longue période.
Ils provenaient de patients atteints de DFT (démence frontotemporale) et de SLA (sclérose latérale amyotrophique) – une forme courante de maladie des motoneurones.
Les conditions provoquent une faiblesse musculaire et des problèmes de mémoire, de comportement et de personnalité – et peuvent affecter les personnes dans la trentaine et la quarantaine.
Les mini cerveaux, ou « organoïdes », montrent ce qui se passe bien avant que les symptômes n’apparaissent et peuvent dépister des thérapies potentielles.
Le tissu cérébral précédemment créé en laboratoire n’a duré que peu de temps, limitant la portée des expériences, mais cette expérience a survécu pendant 340 jours.
Pendant ce temps, il abritait la mutation génétique la plus courante dans la FTD et la SLA.
Au lieu de boules de cellules, les cultures 3D ont été découpées en tranches, assurant qu’elles reçoivent le carburant nécessaire.
«Lorsque les cellules sont regroupées dans des sphères plus grandes, les cellules du noyau peuvent ne pas recevoir une nutrition suffisante», a déclaré la première auteure, le Dr Kornelia Szebenyi.
«Cela peut expliquer pourquoi les tentatives précédentes de cultiver des organoïdes à long terme à partir de cellules de patients ont été difficiles», ont expliqué les chercheurs.
Il a démontré des changements se produisant à un stade très précoce, y compris le stress et les dommages à l’ADN qui nuisaient aux protéines.
Les cellules cérébrales et nerveuses appelées astroglie – ont été affectées, et elles orchestrent les mouvements musculaires et les capacités mentales.
Le Dr Lakatos a déclaré: «Bien que ces perturbations initiales aient été subtiles, nous avons été surpris de voir à quel point les premiers changements se sont produits dans notre modèle humain de SLA/FTD.
«Cette étude et d’autres études récentes suggèrent que les dommages peuvent commencer à s’accumuler dès notre naissance.
« Nous aurons besoin de plus de recherches pour comprendre si c’est effectivement le cas, ou si ce processus est avancé dans les organoïdes par les conditions artificielles dans le plat. »
En général, les organoïdes, souvent appelés « mini-organes », sont de plus en plus utilisés pour modéliser la biologie et les maladies humaines.
Rien qu’à l’Université de Cambridge, les chercheurs les utilisent pour réparer les foies endommagés, étudier l’infection des poumons par le SRAS-CoV-2 et modéliser les premiers stades de la grossesse, parmi de nombreux autres domaines de recherche.
En règle générale, les chercheurs prélèvent des cellules de la peau d’un patient et reprogramment les cellules à leur stade de cellules souches – un stade très précoce de développement auquel elles ont le potentiel de se développer en la plupart des types de cellules.
![Un médicament testé sur les cerveaux artificiels s'est avéré détruire les protéines toxiques qui se rassemblent en touffes, selon des scientifiques de l'Université de Cambridge](https://i.dailymail.co.uk/1s/2021/10/21/15/49468579-10116625-One_medication_tested_on_the_artificial_brains_was_found_to_dest-a-43_1634827249447.jpg)
Un médicament testé sur les cerveaux artificiels s’est avéré détruire les protéines toxiques qui se rassemblent en touffes, selon des scientifiques de l’Université de Cambridge
Comme de nombreuses maladies sont causées en partie par des défauts de notre ADN, cette technique permet aux chercheurs de voir comment les changements cellulaires – souvent associés à ces mutations génétiques – conduisent à la maladie.
Les organoïdes ont un avantage sur les modèles animaux qui ne présentent souvent pas les mêmes altérations cérébrales que celles observées chez les humains.
Les chercheurs ont découvert qu’un médicament en particulier combattait l’accumulation de protéines indésirables observées dans la FTD et la SLA.
Ils ont réduit le stress cellulaire et la perte de cellules nerveuses – bloquant ainsi l’une des causes des maladies.
Des médicaments similaires plus adaptés et approuvés pour un usage humain sont actuellement testés dans des essais cliniques pour les maladies neurodégénératives.
![Le co-auteur principal, le Dr Gabriel Balmus, du UK Dementia Research Institute à Cambridge, a déclaré:](https://i.dailymail.co.uk/1s/2021/10/21/15/49468581-10116625-Co_senior_author_Dr_Gabriel_Balmus_from_the_UK_Dementia_Research-a-42_1634827241737.jpg)
Le co-auteur principal, le Dr Gabriel Balmus, du UK Dementia Research Institute à Cambridge, a déclaré: « En modélisant certains des mécanismes qui conduisent à des dommages à l’ADN dans les cellules nerveuses et en montrant comment ceux-ci peuvent conduire à divers dysfonctionnements cellulaires, nous pouvons également être en mesure de pour identifier d’autres cibles médicamenteuses potentielles »
Le co-auteur principal, le Dr Gabriel Balmus, du UK Dementia Research Institute à Cambridge, a déclaré: « En modélisant certains des mécanismes qui conduisent à des dommages à l’ADN dans les cellules nerveuses et en montrant comment ceux-ci peuvent conduire à divers dysfonctionnements cellulaires, nous pouvons également être en mesure de pour identifier d’autres cibles médicamenteuses potentielles.
Le cerveau des patients ne peut être examiné qu’après la mort. Les organoïdes ont un avantage sur les modèles animaux qui ne présentent pas d’altérations similaires.
Ils ressemblent à des parties du cortex cérébral humain en termes de développement, de structure et de cellules embryonnaires et fœtales.
C’est la surface externe du cerveau qui contrôle la conscience, la pensée, l’émotion, le raisonnement, le langage et la mémoire.
Le Dr Lakatos a ajouté: « Nous n’avons actuellement aucune option très efficace pour traiter la SLA/FTD, et bien qu’il y ait beaucoup plus de travail à faire après notre découverte, cela offre au moins l’espoir qu’il sera peut-être possible à temps de prévenir ou de ralentir le processus de la maladie.
«Il sera peut-être également possible à l’avenir de pouvoir prélever des cellules de la peau d’un patient, de les reprogrammer pour développer leur «mini cerveau» et de tester quelle combinaison unique de médicaments convient le mieux à leur maladie.»
L’étude a été publiée dans la revue Neurosciences de la nature.
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www.dailymail.co.uk
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