Le cerveau peut-il se régénérer après une blessure ou une maladie?
Le cancer, les accidents vasculaires cérébraux et les traumatismes crâniens peuvent tous entraîner des troubles cognitifs et, par conséquent, une dégradation de la qualité de vie. Mais que se passerait-il si le cerveau humain était capable de se régénérer, c’est-à-dire d’éradiquer tout dommage causé par une blessure ou une maladie? C’est l’hypothèse que le projet REBUILDCNS, financé par l’UE, a décidé d’explorer. «Certaines espèces comme le poisson zèbre et l’axolotl ont la capacité de régénérer leur cerveau», explique Ana Martin-Villalba, neurobiologiste moléculaire au Centre de recherche allemand contre le cancer. «Même si les mammifères partagent les mêmes gènes que ces autres espèces, nous n’avons pas la même capacité de régénération.» Le projet, qui a reçu le soutien du Conseil européen de la recherche, a cherché à découvrir les réponses et les mécanismes intrinsèques des mammifères qui inhibent ou facilitent potentiellement la régénération du cerveau.
Le rôle de la réponse inflammatoire
Pour commencer, l’équipe du projet a examiné le rôle que la réaction inflammatoire – la réponse du système immunitaire à des stimuli nocifs – joue dans la régénération. «Nous savons que les organismes capables de se régénérer exploitent l’inflammation pour activer des programmes de régénération, mais ce processus ne produit pas de régénération significative chez les mammifères», explique Ana Martin-Villalba. Les chercheurs ont découvert que les interférons, dont on pensait depuis longtemps qu’ils régulaient la réponse inflammatoire aux virus et aux blessures, jouaient également un rôle essentiel dans la fonctionnalité des cellules souches. «Curieusement, alors que les interférons soutiennent la fonction des cellules souches dans un cerveau jeune, ils s’avèrent néfastes dans les cerveaux plus âgés», ajoute Ana Martin-Villalba. Les cellules souches sont les cellules à partir desquelles sont générées toutes les autres cellules ayant des fonctions spécialisées. Pour mieux comprendre pourquoi, le projet s’est penché sur la méthylation de l’ADN, une modification chimique de l’ADN et d’autres molécules qui joue un rôle essentiel dans la régulation du développement précoce chez l’être humain et d’autres mammifères.
Avancées en matière de régénération
Les chercheurs ont découvert que les modifications de la méthylation de l’ADN définissent une étape cruciale dans la fabrication d’une cellule souche. «Nous avons identifié la méthylation de l’ADN comme étant la couche moléculaire clé qui dicte le caractère souche, qui joue lui-même un rôle important dans le domaine de la médecine régénérative», note Ana Martin-Villalba. Le caractère souche est la capacité d’une cellule à s’auto-renouveler et à se différencier. D’un point de vue pratique, cela signifie qu’il existe un espoir considérable qu’à l’avenir, le traitement des lésions cérébrales, telles que celles résultant d’un accident vasculaire cérébral, puisse être basé sur l’activation du potentiel neurogène latent que le cerveau possède déjà. «Cette révélation ouvre la voie à des avancées thérapeutiques potentielles dans l’amélioration de la régénération et dans la lutte contre le déclin de la capacité régénératrice lié à l’âge», remarque Ana Martin-Villalba.
Repenser notre compréhension de la biologie des cellules souches
En identifiant la méthylation de l’ADN comme le gardien du destin cellulaire dans le cerveau, ainsi que ses autres résultats, le projet REBUILDCNS a contribué à répondre à une question centrale de la neurobiologie. L’équipe a également suggéré un nouveau point de vue pour la biologie des cellules souches. «Notre recherche révolutionnaire a fondamentalement modifié notre compréhension de la biologie des cellules souches, en mettant particulièrement en évidence le potentiel de manipulation de la méthylation de l’ADN pour activer le caractère souche d’une cellule autrement dormante et, par extension, améliorer la capacité de régénération du cerveau», conclut Ana Martin-Villalba. «Cela laisse présager des avancées sans précédent dans le domaine de la médecine régénérative.» Les chercheurs travaillent actuellement sur la manipulation de la méthylation de l’ADN afin d’envoyer une cellule cancéreuse dans la direction opposée à celle qu’elle doit prendre pour se régénérer. L’espoir est de pouvoir inverser l’état souche d’une cellule cancéreuse et, ce faisant, d’empêcher sa croissance.
Mots‑clés
REBUILDCNS, cerveau, régénération du cerveau, maladie, cancer, accident vasculaire cérébral, traumatismes crâniens, troubles cognitifs, réponse inflammatoire, cellules souches, méthylation de l’ADN, biologie, neurobiologie
