Les toutes premières cellules souches du cerveau humain ne sont pas de simples bâtisseurs passifs. Elles répondent activement à deux types d'instructions très différents : la façon dont elles traitent le glucose et le contact physique avec des signaux provenant d'une autre région du cerveau. Cette découverte, réalisée par des chercheurs de l'Université de Californie à Los Angeles, révèle une couche cachée de prise de décision qui façonne le cortex cérébral avant la naissance.
Des cellules souches qui écoutent la nourriture et le toucher
Les glies radiales sont les cellules souches responsables de la production d'une grande partie du cortex cérébral, la zone du cerveau liée à la pensée, à la mémoire et au langage. On pense également que ces cellules sont à l'origine de l'expansion exceptionnellement importante du cortex humain par rapport à d'autres espèces. L'équipe de l'UCLA a découvert que les glies radiales modifient leur comportement en fonction de la façon dont elles métabolisent les nutriments et des signaux physiques directs provenant du thalamus, une région profonde du cerveau qui relaie les informations sensorielles.
Deux études, une compréhension plus profonde
Dans une étude, publiée dans la revue Cell, les chercheurs ont construit une carte détaillée du métabolisme dans le cortex humain en développement. Ils ont analysé des tissus humains donnés et des organoïdes cérébraux cultivés à partir de cellules souches. Les résultats ont montré que le métabolisme ne se contente pas de soutenir le développement du cerveau en arrière-plan. Il peut activement influencer les types de cellules produites. Les glies radiales dépendent fortement de la voie des pentoses phosphates, un processus qui utilise le glucose pour fabriquer des matériaux pour les cellules en division rapide. Lorsque les chercheurs ont réduit le glucose disponible, le comportement des cellules a changé.
Dans une deuxième étude, publiée dans Science, l'équipe s'est concentrée sur les signaux physiques provenant du thalamus. Ils ont fusionné des organoïdes thalamiques et corticaux pour étudier comment les neurones du thalamus influencent les cellules progénitrices corticales immatures. Ces signaux peuvent modifier les types de neurones produits, y compris les neurones des couches supérieures, particulièrement proéminents chez l'humain.
Pourquoi cela compte localement
La recherche a été dirigée par Aparna Bhaduri, professeure adjointe de chimie biologique à la David Geffen School of Medicine de l'UCLA. Son laboratoire a collaboré avec celui de Heather Christofk, avec les co-premiers auteurs Jessenya Mil et Jose Soto. L'équipe a étudié des tissus humains donnés et des organoïdes cultivés en laboratoire pour comprendre comment les glies radiales prennent leurs décisions. Bhaduri a noté que les glies radiales sont essentielles pour faire de nous des humains, mais elles sont aussi au centre de nombreux troubles neurodéveloppementaux et neuropsychiatriques, ainsi que du cancer. Comprendre comment ces cellules font des choix pourrait aider à expliquer comment ces conditions surviennent.
La plupart des glies radiales disparaissent avant la naissance, mais des cellules similaires peuvent réapparaître plus tard dans les cancers du cerveau pour des raisons qui restent floues. Ces nouvelles découvertes offrent un regard plus précis sur les processus fondamentaux qui construisent le cerveau humain, ouvrant potentiellement la voie à la compréhension des troubles du développement et des cancers impliquant ces remarquables cellules souches.
