Cartes cellulaires révolutionnaires dévoilées
Une équipe internationale de scientifiques a créé des cartes détaillées des composants génétiques, cellulaires et structuraux du cerveau humain et du cerveau de primates non humains. Cette cartographie, rendue possible grâce au financement de l’initiative Brain Research Through Advancing Innovative Neurotechnologies® (The BRAIN Initiative®) des National Institutes of Health, permet de mieux comprendre la structure cérébrale au niveau cellulaire.
Cette connaissance est cruciale pour le développement de thérapies de précision pour les personnes souffrant de troubles mentaux et d’autres affections liées au cerveau. Les résultats de cette recherche sont présentés dans une collection de 24 articles publiés dans les revues Science, Science Advances et Science Translational Medicine.
Joshua A. Gordon, M.D., Ph.D., directeur de l’Institut national de la santé mentale, a souligné l’importance de la cartographie de la structure cellulaire du cerveau. Il a insisté sur le fait que cette étape cruciale est essentielle pour comprendre le fonctionnement du cerveau, tant en santé qu’en maladie. Les nouvelles cartes cellulaires complètes du cerveau humain et du cerveau de primates non humains posent les bases du développement de thérapies ciblées visant des cellules et des circuits cérébraux spécifiques impliqués dans divers troubles cérébraux.
Cartes des cellules cérébrales révélées : Les 24 articles
Les 24 articles de la récente collection de l’initiative BRAIN Initiative Cell Census Network (BICCN) explorent la diversité complexe des cellules du cerveau humain et du cerveau de primates non humains. Ces études révèlent à la fois des similitudes et des différences dans l’organisation cellulaire et la régulation génétique entre les deux, offrant des informations précieuses, telles que :
- Trois articles de la collection présentent le premier atlas des cellules du cerveau humain mature, cartographiant méticuleusement les aspects transcriptionnels et épigénomiques de la composition du cerveau. Le transcriptome englobe l’ensemble complet des expressions géniques dans une cellule, portant les instructions pour la production de protéines et d’autres composants cellulaires. Pendant ce temps, l’épigénome englobe les modifications chimiques de l’ADN et des chromosomes d’une cellule, influençant la manière dont les informations génétiques de la cellule sont exprimées.
- Un autre article a réalisé une analyse comparative des attributs cellulaires et moléculaires dans le cerveau humain et divers cerveaux de primates non humains, y compris ceux des chimpanzés, des gorilles, des macaques et des marmousets. Cette analyse a révélé des similitudes marquées dans les types de cellules, les proportions et l’organisation spatiale dans le cortex cérébral entre les humains et les primates non humains. De plus, lors de l’examen de l’activité génétique des cellules corticales entre les espèces, il a été révélé que de légères variations de l’expression génique dans la lignée humaine ont conduit à des modifications de la connectivité neuronale et de la fonction synaptique. Ces changements ont probablement contribué à une plus grande adaptabilité cérébrale chez les humains, soutenant leur capacité d’ajustement, d’apprentissage et de changement.
Cartes cellulaires cérébrales révélées :
Diversité cellulaire Une étude explorant la diversité cellulaire dans différentes régions cérébrales de marmousets a établi un lien entre les caractéristiques des cellules cérébrales adultes et leurs attributs au cours du développement.
Cette connexion suggère que les cellules impriment une programmation développementale lors de leur formation et la maintiennent à l’âge adulte. Certaines propriétés observables chez les cellules adultes peuvent avoir leurs origines dans la petite enfance. Cette découverte a le potentiel de fournir de nouvelles perspectives sur le développement et le fonctionnement cérébral tout au long de la vie.
Par conséquent, une enquête sur l’anatomie et la physiologie des neurones dans la couche la plus externe du néocortex, une région impliquée dans des fonctions de haut niveau telles que la cognition, les commandes motrices et le langage, a révélé des différences entre le cerveau humain et le cerveau de la souris. Ces distinctions laissent penser que cette région pourrait représenter un point d’évolution, les adaptations humaines reflétant les exigences de la régulation de circuits cérébraux plus complexes.
L’objectif principal du BICCN, une initiative pionnière visant à comprendre la structure cellulaire du cerveau, est d’établir un inventaire complet des cellules cérébrales, couvrant leur localisation, leur développement, leurs interactions et leur régulation de l’activité. Par conséquent, cette entreprise vise à améliorer la compréhension des origines, de l’évolution et du traitement optimal des troubles cérébraux.
Le cerveau humain au niveau cellulaire
John Ngai, Ph.D., directeur de l’initiative BRAIN du NIH, a déclaré : “Cette série d’études constitue une réalisation majeure dans la compréhension des subtilités du cerveau humain au niveau cellulaire. Les collaborations scientifiques forgées grâce au BICCN font avancer le domaine à un rythme exponentiel, et les progrès, ainsi que les possibilités, ont été tout simplement stupéfiants.”
Le catalogue complet des types de cellules cérébrales tant dans le cerveau humain que dans le cerveau des primates non humains décrit dans cette compilation joue un rôle central dans la progression des futurs traitements cérébraux. Ces découvertes posent également les bases du Réseau de l’Atlas des Cellules Cérébrales de l’initiative BRAIN, une initiative révolutionnaire qui, aux côtés de deux autres projets d’envergure, l’Initiative BRAIN pour la Connectivité à Travers les Échelles et l’Armement pour un Accès Précis aux Cellules Cérébrales, aspire à transformer la recherche en neurosciences.
Cette transformation vise à éclairer les principes fondamentaux qui régissent les circuits neuronaux sous-jacents au comportement, offrant des informations qui peuvent orienter des stratégies innovantes pour aborder les troubles cérébraux humains.
Lire l’article original sur sciencedaily.
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