La naissance des neurones, mécanisme complexe qui nous révèle encore des mystères !

Recherche Mis en ligne le 8 juin 2021

Crédit photo : Tingting Zhang & Bassem Hassan

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L’équipe « Développement du cerveau » dirigée par Bassem HASSAN à l’Institut du Cerveau publie aujourd’hui dans la prestigieuse revue « Cell Reports », un article scientifique qui revisite un des dogmes de la genèse des neurones dans le cervelet, région du cerveau essentielle au control des fonctions motrices et à certaines fonctions cognitive supérieures. Les dysfonctionnements du cervelet peuvent engendrer des maladies neurologiques sévères comme les ataxies et certaines tumeurs.

Au cours du développement embryonnaire humain, près de 86 milliards de neurones sont générés (neurogénèse) à partir de cellules souches dites pluripotentes c’est-à-dire capables de donner naissance à tous les tissus de l’organisme. Le bon fonctionnement du cerveau dépend de la diversité des neurones qui le composent en terme de morphologie, de fonctions et de capacités à créer des connexions.

Mieux comprendre ces mécanismes est indispensable pour étudier les maladies du cerveau en particulier la dégénérescence des neurones observées dans la majorité des cas et responsable des handicaps irréversibles dont souffrent les patients.

Si l’on connait aujourd’hui les grands principes de la neurogénèse, ils restent encore des mécanismes à affiner afin de mieux comprendre la différence entre les différents types de neurones qui composent notre cerveau et leurs connexions.

Grace à la recherche fondamentale sur le développement du cerveau nous savons aujourd’hui que la première ébauche du cortex apparait vers la 6ième semaine du développement de l’embryon et que les premiers neurones apparaissent vers la 4ième semaine.

Dès le 33ème jour du développement de l’embryon, on constate un développement différencié de la moelle épinière et du cerveau, signifiant que des neurones de types différents ont été générés à partir des cellules souches pluripotentes et ont migré vers une région spécifique du système nerveux central. Cette phase de différenciation passe par une étape intermédiaire ou les cellules souches embryonnaire deviennent des précurseurs neuronaux engagés dans un processus de genèse des neurones (Voir figure).

Il est aujourd’hui établi que les cellules pluripotentes sont capables de produire différentes cellules comme, par exemple des neurones, en fonction du moment et de la région cérébrale dans laquelle elles se trouvent. On parle de dynamique spatio-temporelle. En effet, comme toutes les cellules de l’organisme contiennent le même patrimoine génétique qui provient de nos parents, les facteurs qui vont déterminer l’emplacement, la morphologie et la fonction d’un futur neurone est forcément lié à des signaux biologiques spécifiques de la zone où il a migré et au moment du développement.

L’équipe de Bassem HASSAN s’est plus particulièrement intéressé à la différentiation des neurones, en cellules excitatrices ou inhibitrices. Les neurones excitateurs libèrent des neurotransmetteurs qui activent un potentiel d’action (influx nerveux permettant le transfert d’information) dans le neurone postsynaptique, tandis que les neurones inhibiteurs libèrent d’autres neurotransmetteurs qui inhibent l’activation d’un potentiel d’action et donc l’activation du neurone post-synaptique.

Les résultats de cette équipe de recherche montrent pour la 1ere fois que les neurones excitateurs et inhibiteurs du cervelet sont issus des mêmes progéniteurs neuraux contrairement à ce qui été jusqu’à présent connu et que la différenciation d’une même cellule progénitrices « mère » est induite par une différence d’expression de la protéine « NOTCH ». Cette protéine joue un rôle clé dans le développement du cerveau en particulier dans l’équilibre entre la prolifération et la différentiation des cellules et dans l’apparition de certaines tumeurs.

Ces travaux montrent l’intérêt de cette protéine dans le développement cérébral, la balance entre neurones excitateurs et inhibiteurs étant essentielle à un bon fonctionnement du cerveau et ouvrent la voie à de nouvelles pistes de recherche sur des pathologies associées à une mauvaise excitabilité des neurones. 

SourceGeneration of excitatory and inhibitory neurons from common progenitors via Notch signaling in the cerebellum: Cell Reports

Equipes scientifiques

Equipe « Développement du cerveau »
Chef d'équipe
Bassem HASSAN PhD, DR2, INSERM
Développement et plasticité du système nerveux central Domaine principal : Neurosciences cellulaires & moléculaires L’équipe "Développement du cerveau",  dirigée par Bassem HASSAN s’intéresse à la formation des neurones et des réseaux neuronaux au cours du développement cérébral grâce à des modèles de mouches drosophile et murins. L’équipe étudie le contrôle transcriptionnel des cellules souches neuronales embryonnaires ainsi que l’émergence des circuits visuels et des réseaux neuronaux responsable du comportement ainsi qu’au contrôle transcriptionnel des cellules souches embryonnaires.
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