Une formule médicamenteuse simple régénère les cellules cérébrales
Les chercheurs ont fait un pas en avant dans la recherche d’une pilule capable de récupérer la fonction cérébrale perdue à la suite d’accidents vasculaires cérébraux, de lésions cérébrales et d’affections telles que la maladie d’Alzheimer.
Des scientifiques de la Pennsylvania State University (Penn State) du State College ont converti les cellules gliales en neurones fonctionnels en utilisant une combinaison de seulement quatre petites molécules.
Les cellules gliales, entre autres, peuvent soutenir et protéger les neurones, qui sont des cellules qui remplissent les fonctions mentales du cerveau.
Dans un nouveau document d'étude qui figure désormais dans la revue Rapports sur les cellules souches, les chercheurs décrivent comment leurs neurones convertis ont survécu pendant plus de 7 mois dans des cultures de laboratoire.
Les nouveaux neurones ont également montré une capacité à fonctionner comme des cellules cérébrales normales. Ils formaient des réseaux et communiquaient entre eux en utilisant à la fois des signaux électriques et chimiques.
Les cellules gliales prolifèrent après une blessure
L'auteur principal de l'étude, Gong Chen, qui est professeur de biologie à Penn State, explique que les neurones ne se régénèrent pas lorsque le tissu cérébral est endommagé.
«En revanche», ajoute-t-il, «les cellules gliales, qui se rassemblent autour des tissus cérébraux endommagés, peuvent proliférer après une lésion cérébrale.»
Dans leur article d'étude, lui et son équipe expliquent comment les cellules gliales forment des cicatrices qui protègent les neurones de nouvelles blessures.
Cependant, en raison de leur présence constante, les cicatrices gliales bloquent également la croissance de nouveaux neurones et la transmission de signaux entre eux.
Les tentatives précédentes pour restaurer la régénération des neurones en supprimant les cicatrices gliales ont eu «un succès limité», notent les auteurs de l'étude.
Le professeur Chen estime que «la meilleure façon de restaurer les fonctions neuronales perdues» est de créer de nouveaux neurones à partir des cellules gliales proches des neurones morts.
Reprogrammation des astrocytes en neurones
Dans des travaux antérieurs, le professeur Chen et son équipe avaient montré qu'il était possible de «reprogrammer chimiquement» un type de cellule gliale appelée astrocytes en neurones en utilisant neuf petites molécules dans une certaine séquence. Cependant, lorsqu'ils ont exploré comment traduire la méthode du laboratoire à la clinique, ils se sont rendu compte que c'était trop compliqué.
Ainsi, le but de la nouvelle étude était de trouver une combinaison plus petite de molécules capables de reprogrammer les astrocytes en neurones fonctionnels de manière plus simple.
Les chercheurs ont testé des centaines de combinaisons jusqu'à ce qu'ils trouvent une formule efficace comprenant «quatre médicaments de base».
«En utilisant quatre molécules», explique l'auteur de la première étude Jiu-Chao Yin, qui est étudiant diplômé en biologie à Penn State, «qui modulent quatre voies de signalisation critiques dans les astrocytes humains, nous pouvons transformer efficacement les astrocytes humains - jusqu'à 70 pour cent. - en neurones fonctionnels. »
L'équipe a également testé l'effet de la suppression de l'une des quatre molécules de la formule. Aucune formule à trois médicaments n'était cependant aussi efficace que la version à quatre médicaments. En fait, la meilleure combinaison de trois médicaments était 20% moins efficace que celle de quatre médicaments.
Utiliser une seule des molécules n'était pas suffisant pour convertir les astrocytes en neurones.
Alternative simple à la thérapie génique
Le professeur Chen et ses collègues travaillent sur la régénération des neurones depuis un certain temps. Avant de se tourner vers la reprogrammation chimique, ils avaient expérimenté la thérapie génique.
Cependant, ils ont conclu qu'une approche de thérapie génique, qui pourrait coûter environ 500 000 dollars par personne, serait trop coûteuse. En outre, la prestation de la thérapie génique nécessite des techniques et une expertise sophistiquées et avancées.
Le professeur Chen explique que le principal avantage de l'approche de programmation chimique est qu '«une pilule contenant de petites molécules pourrait être largement distribuée dans le monde, atteignant même les zones rurales sans systèmes hospitaliers avancés».
De plus, lui et son équipe ont découvert que l'injection des quatre médicaments à des souris adultes augmentait la génération de nouvelles cellules cérébrales dans l'hippocampe, qui est une région du cerveau qui joue un rôle dans la mémoire.
Beaucoup plus de travail à venir
Les auteurs de l'étude soulignent que les résultats ne sont qu'un pas en avant vers la régénération des neurones dans une pilule. Il y a encore beaucoup de travail à faire pour développer la bonne formule, notamment en ce qui concerne «le conditionnement et la livraison» des petites molécules.
En plus de confirmer leur efficacité, les chercheurs doivent également explorer les effets secondaires et l'innocuité des médicaments.
Ils sont cependant convaincus que leur nouvelle formule à quatre médicaments réalisera un jour son potentiel en tant que traitement simple pour les personnes qui perdent leur fonction neuronale à la suite de lésions cérébrales, d'accidents vasculaires cérébraux et de maladies neurodégénératives telles que la maladie d'Alzheimer.
«Mon rêve ultime est de développer un système d'administration de médicaments simple, comme une pilule, qui peut aider les patients atteints d'un AVC et d'Alzheimer du monde entier à régénérer de nouveaux neurones et à restaurer leurs capacités d'apprentissage et de mémoire perdues.»
Professeur Gong Chen
