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Des scientifiques créent des mini modèles de cerveau en 3D à partir de cellules souches humaines pour la recherche


Les scientifiques créent des mini-cerveaux à partir de cellules souches humaines qui aideront les chercheurs à trouver comment réparer le système nerveux après une blessure ou une maladie.

Neuroscientifique Robert Krencik, Ph.D. du Houston Methodist Research Institute dirige la recherche pour développer les modèles cérébraux. Les mini-cerveaux permettront aux scientifiques de tester des médicaments et des traitements et les aideront à trouver la cause des mutations pathogènes. Le Dr Krenick décrit la recherche en disant: «Nous avons toujours eu l'impression que ce que nous faisions en laboratoire ne modélisait pas précisément la façon dont les cellules agissent dans le cerveau humain. Ainsi, pour la première fois, lorsque nous avons assemblé ces cellules de manière systématique, elles ont radicalement changé leur complexité morphologique, leur taille et leur forme. Ils ressemblent à des cellules comme vous les verriez dans le cerveau humain, nous pouvons donc maintenant étudier les cellules en laboratoire dans un environnement plus naturel.

Le modèle cérébral permet aux scientifiques de tester plus rapidement

La recherche est importante car elle permet aux scientifiques de voir comment le cerveau réagit de manière plus stable et naturelle. De la même manière qu'un architecte construit un modèle à l'échelle d'un futur bâtiment pour tester les proportions, avoir les mini modèles de cerveau permet aux scientifiques de voir le cerveau dans sa forme complexe complète. Avoir cette image plus claire accélérera la recherche et les tests sur le cerveau. «Normalement, la croissance de ces mini-cerveaux 3-D prend des mois et des années à se développer», a déclaré Krencik. «Nous avons de nouvelles techniques pour pré-maturer les cellules séparément, puis les combiner, et nous avons constaté qu’en quelques semaines, elles sont capables de former des interactions matures les unes avec les autres. Ainsi, le temps nécessaire pour atteindre ce point final pour les études est considérablement réduit avec notre système. »

Pour créer les modèles, le scientifique s'est concentré sur le type de cellule, les astrocytes, qui sont les acteurs clés pour amener les neurones du cerveau à se connecter et à se parler. Les cellules le font en aidant à augmenter le nombre et la force des connexions neuronales dans le cerveau et la moelle épinière. Ces types de cellules en forme d'étoile sont impliqués dans la plupart des maladies neuronales et sont également responsables du maintien d'un système nerveux sain. L'ajout d'astrocytes a accéléré les connexions des neurones environnants dans les modèles cérébraux. Lors de l’introduction de la recherche dans son article publié, le groupe de Krencik a surnommé ces mini-cerveaux bio-conçus «astéroïdes» pour différencier les modèles d’autres cerveaux bio-conçus qui ne contiennent pas d’astrocytes, appelés organoïdes.

"En utilisant notre système, nous pouvons générer des astrocytes matures et les faire interagir intimement avec les neurones dans une plus grande mesure qu'auparavant", a déclaré Krencik. «Contrairement aux autres cellules du cerveau et du reste du corps, les astrocytes ont des propriétés uniques chez l'homme. On pense qu'ils sont en partie responsables des fonctions cognitives uniques des humains et peuvent également sous-tendre certains aspects des maladies humaines, telles que la maladie d'Alzheimer et les troubles du spectre autistique. » Leurs découvertes sont décrites dans un article intitulé «La coculture tridimensionnelle systématique récapitule rapidement les interactions entre les neurones humains et les astrocytes», dans le numéro du 12 décembre de Stem Cell Reports.


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