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Définir le développement neuronal

Les maladies neurodégénératives sont de plus en plus fréquentes, mais les thérapies possibles restent restreintes. Un projet européen a donc mis au point une méthode visant à déterminer et à identifier les neurones fonctionnels dans une culture.
Définir le développement neuronal
De nombreuses maladies neurologiques se traduisent par une perte de neurones, mettant l'accent sur le besoin de traitements innovants capables de compenser la fonction neuronale. À cette fin, une recherche fondamentale intensive sur les mécanismes biologiques de ces troubles est nécessaire pour valider les traitements pharmaceutiques.

Les essais cliniques ont démontré la faisabilité de la thérapie à base de cellules souches dans le cerveau humain. Néanmoins, cette approche ne peut pas complètement freiner la progression de la maladie, peut-être à cause d'une mauvaise intégration des cellules administrées. Les progéniteurs neuraux humains se développent en neurones électrophysiologiquement matures avec des taux variables, aboutissant à une importante hétérogénéité cellulaire.

La portée du projet HND (Mechanisms of human neuronal development and functional integration in neural network), financé par l'UE, consistait à étudier les mécanismes clés du développement neuronal humain. Les chercheurs espéraient comprendre comment les progéniteurs neuraux humains s'intègrent de façon fonctionnelle dans des réseaux neuraux.

À l'aide de techniques de reprogrammation des cellules, les scientifiques du projet HND ont développé des modèles expérimentaux fondés sur des cellules souches pluripotentes induites et étudié leur activité électrophysiologique, leur morphologie et leur transcriptome. Ils ont ainsi défini cinq types électrophysiologiques de neurones, et découvert d'importantes corrélations entre la physiologie du potentiel d'action, l'activité synaptique, la complexité dendritique et l'expression génique.

L'analyse de séquençage d'ARN au niveau d'une cellule a révélé des gènes qui sont spécifiquement exprimés dans les neurones humains matures d'un point de vue électrophysiologique. Cette signature moléculaire a permis aux scientifiques d'identifier et d'isoler les neurones fonctionnels.

Dans son ensemble, le projet HND a réussi à analyser à grande échelle des neurones fonctionnels, en se basant sur un profil moléculaire spécifique. Vu le manque de méthodes pour l'identification de neurones matures et fonctionnels, l'approche du projet HND facilitera indubitablement l'étude des mécanismes biologiques sous-tendant les pathologies neurologiques et validera les traitements pharmaceutiques, ainsi que les thérapies cellulaires réparatrices.

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Mots-clés

Maladies neurodégénératives, neurones, culture, progéniteurs neuraux, cellules souches pluripotentes induites