Les greffes de neurones ont réparé des circuits cérébraux et une fonction sensiblement normalisée chez la souris avec un trouble cérébral, une avance indiquant que les zones clés du cerveau de mammifères sont plus réparables. que c’était largement cru.
Collaborateurs de l’Université de Harvard, Massachusetts General Hospital (MGH), Beth Israël Deconess Medical Center (BidMC) et Harvard Medical School (HMS) transplanté des neurones embryonnaires à une étape soigneusement sélectionnée de Leur développement dans l’hypothalamus de souris incapable de répondre à la leptine, une hormone qui régit le métabolisme et contrôle le poids corporel. Ces souris mutantes deviennent généralement obèses morbides, mais les greffes de neurones ont réparé des circuits cérébraux défectueux, ce qui leur permet de réagir à la leptine et d’expérimenter ainsi un gain sensiblement moins de poids.
réparation au niveau cellulaire de l’hypothalamus – une critique et région complexe du cerveau qui régit les phénomènes tels que la faim, le métabolisme, la température corporelle et les comportements de base tels que le sexe et l’agression – indique la possibilité de nouvelles approches thérapeutiques pour des conditions encore plus élevées telles que la lésion de la moelle épinière, l’autisme, l’épilepsie, Als (maladie de Lou Gehrig), maladie de Parkinson et maladie de Huntington.
« Il n’y a que deux zones du cerveau qui sont connues pour subir normalement un remplaçage neuuronal à grande échelle en cours pendant adulte à l’âge adulte sur un niveau cellulaire – dite «neurorogenèse» ou la naissance de nouveaux neurones – l’ampoule olfactive et la sous-région de l’hippocampe appelé le gyrus dentaire, avec des preuves émergentes d’une neurorogenèse en cours de niveau inférieure dans l’hypothalamus », a déclaré Jeffrey Macklis , Professeur de la cellule de la cellule et de la biologie régénérative de Harvard University et du professeur de neurologie de la neurologie à la MGH, et l’un des trois auteurs correspondants sur le papier. « Les neurones qui sont ajoutés à l’âge adulte dans les deux régions sont généralement plus petits et ont une pensée agir un peu comme Contrôles de volume sur la signalisation spécifique. Ici, nous avons renvoyé un système de circuit cérébral de haut niveau qui ne subit pas naturellement de neuurogenèse, ce qui restait une fonction sensiblement normale. «
Les deux autres auteurs seniors sur le papier sont jeffrey Flight, Dean de Harvard Ecole de médecine et Matthew Anderson, professeur de pathologie HMS à BidMC.
Les résultats doivent apparaître le 25 novembre en sciences.
En 2005, Flight, puis le George C. Remana Le professeur de médecine à BidMC, a publié une étude historique, également en sciences, montrant qu’un médicament expérimental a suscité l’ajout de nouveaux neurones dans l’hypothalamus et offrait un traitement potentiel de l’obésité. Mais tandis que la conclusion était frappante, les chercheurs ne savaient pas si les nouvelles cellules fonctionnaient comme des neurones naturels.
Laboratoire de Macklis avait pour plusieurs années les approches pour transplanter avec succès des neurones en développement dans des circuits du cortex cérébral de souris avec Neudégénération ou blessure neuronale. Dans une étude de Nature Landmark 2000, les chercheurs ont montré une induction de la neurogenèse dans le cortex cérébral des souris adultes, où elle ne se produise pas normalement. Bien que ces expériences et des expériences de suivi semblaient reconstruire des circuits cérébraux anatomiquement, le niveau de fonction du nouveau neurones est resté incertain.
Pour en savoir plus, Flight, un expert de la biologie de l’obésité, fait équipe avec Macklis, Un expert en développement et réparation du système nerveux central, et Anderson, expert en sites neuronaux et modèles de maladies neurologiques de souris.
Les groupes utilisaient un modèle de souris dans lequel le cerveau n’a pas la capacité de réagir à la leptine. Flier et son laboratoire ont longtemps étudié cette hormone, qui est médiée par l’hypothalamus. Sourdine à la signalisation de la leptine, ces souris deviennent dangereusement en surpoids.
Les recherches précédentes avaient suggéré que quatre classes principales de neurones ont permis au cerveau de traiter la signalisation de la leptine. Postdocs Artur Czupryn et Maggie Chen, des laboratoires de Macklis et de Fliquants, respectivement, transplanté et étudiaient le développement cellulaire et l’intégration des cellules de progéniture et des neurones très immatures d’embryons normaux dans l’hypothalamus des souris mutantes utilisant plusieurs types d’analyse cellulaire et moléculaire. Pour placer les cellules transplantées dans exactement la région correcte et microscopique de l’hypothalamus du destinataire, ils utilisaient une technique appelée microscopie à ultrasons à haute résolution, créant ce que Macklis a appelé un « hypothalamus chimérique » – comme les animaux avec des caractéristiques mixtes de la mythologie grecque.
Postdoc Yu-Dong Zhou, du laboratoire d’Anderson, effectué une analyse électrophysiologique approfondie des neurones transplantés et leur fonction dans les circuits de destinataire, profitant du vert brillant des neurones d’une protéine de méduse fluorescente portée comme Un marqueur.
Ces neurones naissants ont survécu au processus de transplantation et développés structurellement, moléculairement et électrophysiologiquement dans les quatre types cardinaux de neurones centrale à la signalisation de la leptine. Les nouveaux neurones intégrés fonctionnellement dans les circuits, répondant à la laptine, à l’insuline et au glucose. Les souris traitées sont mûri et pesaient environ 30% de moins que leurs frères et sœurs non traités ou frères et sœurs traités à plusieurs manières alternatives.
Les chercheurs ont ensuite étudié la mesure précise dans laquelle ces nouveaux neurones étaient devenus filaires dans les circuits du cerveau à l’aide de tests moléculaires , Microscopie électronique pour visualiser les plus beaux détails des circuits et électrophysiologie de la pince de patch, une technique dans laquelle les chercheurs utilisent de petites électrodes pour étudier les caractéristiques des neurones individuels et des paires de neurones en détail. Parce que les nouvelles cellules étaient étiquetées avec des étiquettes fluorescentes, les postdocs Czupryn, Zhou et Chen pourraient facilement les localiser.
L’équipe Zhou et Anderson a constaté que les neurones nouvellement développés communiqués à des neurones bénéficiaires à travers des contacts synaptiques normaux et que le cerveau, à son tour, signala le dos. Répondre à la leptine, à l’insuline et au glucose, ces neurones ont effectivement rejoint le réseau du cerveau et recâblé les circuits endommagés.
« Il est intéressant de noter que ces neurones embryonnaires ont été câblés avec moins de précision que l’on pourrait penser: » Flier dit. « Mais cela ne semblait pas avoir d’importance. En un sens, ces neurones sont comme des antennes qui étaient immédiatement capables de ramasser le signal de la leptine. D’une perspective énergétique, je suis frappé qu’un nombre relativement petit de neurones génétiquement normaux peut réparer efficacement le circuit. «
» La constatation que ces cellules embryonnaires sont si efficaces à l’intégration de l’indigène Les circuits neuronaux nous font assez enthousiasmer sur la possibilité d’appliquer des techniques similaires à d’autres maladies neurologiques et psychiatriques d’intérêt particulier à notre laboratoire », a déclaré Anderson.
Les chercheurs appellent leurs conclusions une preuve de concept pour l’idée plus large que les nouveaux neurones puissent s’intégrer spécifiquement à modifier des circuits complexes défectueux dans un cerveau de mammifère.
Les chercheurs sont intéressés à enquêter plus avant de rechercher la neurorogène contrôlée – diriger la croissance de nouveaux neurones dans le cerveau de l’intérieur – le sujet de de la recherche de Macklis ainsi que du papier de 2005 de FLIER et d’une voie potentielle vers de nouvelles thérapies.
« La prochaine étape pour nous est de poser des questions parallèles d’autres parties du cerveau et de la colonne vertébrale D, ceux impliqués dans la SLA et avec des blessures à la moelle épinière », a déclaré Macklis. « Dans ces cas, pouvons-nous reconstruire des circuits dans le cerveau de mammifères? Je soupçonne que nous le pouvons. »
Cette étude a été financée par les Instituts nationaux de la santé, le fonds Jane et Lee Seidman pour la recherche sur le système nerveux central , le Fonds Emily et Robert Pearlstein pour la réparation du système nerveux, la Fondation Pissower, l’Institut national des troubles neurologiques et l’autisme parle, et la Fondation de la famille Nancy Lurie marque la Fondation familiale.