Des neurones humains dans le cerveau d’un rat influencent son comportement
Pour la première fois, des neurones humains ont été transplantés dans le cerveau en développement d’un jeune rat. Les neurones humains peuvent contrôler les actions du rat, et cette technique pourrait être utilisée pour tester de nouveaux médicaments psychiatriques.
Des neurones humains dans un jeune rat
Au cours de la dernière décennie, des chercheurs ont mis au point des modèles miniatures du cerveau appelés organoïdes, obtenus en faisant pousser des cellules souches dans des structures tridimensionnelles en laboratoire. Ils peuvent être utilisés pour étudier les effets des médicaments sur les cellules humaines, mais même les organoïdes cérébraux les plus complexes n’ont pas la complexité des vrais neurones du cerveau.
En transplantant des organoïdes humains dans le cerveau d’un rongeur, les chercheurs peuvent manipuler les cellules et voir comment cela affecte le comportement de l’animal, explique Sergiu Pasca, de l’université Stanford en Californie.
Des chercheurs ont transplanté des organoïdes de cerveau humain
Pasca et ses collègues ont maintenant transplanté des organoïdes de cerveau humain, sur des rats âgés de quelques jours seulement. En ciblant les rats alors que leur cerveau était encore en développement, les chercheurs espéraient que les neurones humains seraient mieux intégrés dans les organes. Les rats avaient tous un système immunitaire dysfonctionnel afin de s’assurer que les cellules humaines ne seraient pas rejetées.
Les neurones humains sont devenus beaucoup plus matures et environ six fois plus grands qu’ils ne l’auraient été s’ils s’étaient développés dans un plat. Ils se sont développés pour remplir environ un tiers d’un hémisphère du cerveau de chaque rat et ont formé des connexions, appelées synapses, avec les neurones des rats.
Pour voir si ces neurones humains pouvaient influencer le comportement des rats, les chercheurs ont utilisé une technique appelée optogénétique, qui consiste à modifier génétiquement des cellules pour qu’elles réagissent à la lumière.
Les rats réagissaient
Ils ont donné de l’eau aux rats chaque fois qu’ils ont dirigé une lumière bleue sur les neurones humains dans le cerveau des rats. Au bout de deux semaines environ, les rats ont commencé à se lécher en attendant de l’eau lorsque l’équipe projetait de la lumière bleue sur ces neurones.
Selon Pasca, ce nouveau modèle permet de surmonter certaines des limites de l’utilisation d’organoïdes dans les tests de médicaments. Comme de nombreuses maladies psychiatriques sont définies par le comportement, il est difficile d’établir un lien entre l’activité des cellules du cerveau humain dans une boîte de Pétri, et un comportement associé à la maladie.
En implantant des organoïdes dans des rats, les chercheurs peuvent étudier les cellules humaines et voir comment ces interventions affectent les actions des animaux. « Il existe quelques études antérieures portant sur la transplantation d’organoïdes de cerveau humain dans le cerveau de rongeurs », explique Guo-li Ming, de l’université de Pennsylvanie. « L’étude du groupe de Pasca l’a fait passer au niveau supérieur en utilisant plusieurs technologies de pointe.
Développer diverses recherches en neurologie
« Cette recherche permettra de développer diverses recherches neurologiques [dans des domaines] tels que les troubles neurodéveloppementaux, les troubles neuropsychiatriques, les troubles liés à la consommation de substances, les troubles neurogénératifs et de nombreuses autres maladies connues pour perturber les circuits cérébraux », explique Julia TCW de l’université de Boston.
Cependant, beaucoup se demanderont s’il est éthique de manipuler des rats de cette manière. « Je ne pense pas qu’il est justifié d’un point de vue éthique de traiter des animaux comme des ressources que les humains peuvent exploiter à leur avantage », déclare Taimie Bryant, professeur de droit animalier à l’Université de Californie à Los Angeles.
« Il me semble que la conscience des rats telle qu’elle est, sans manipulation humaine, est plutôt remarquable et que le fait d’endommager le cerveau d’un rat est emblématique d’une attitude envers la nature qui met en péril les perspectives de vie continue sur Terre des animaux humains et non humains. »
Cette recherche a été publiée dans Nature.
Source : New Scientist
Crédit photo : Depositphotos