Selon les auteurs de la recherche, de nouvelles perspectives s’ouvrent pour l’étude du développement des maladies cérébrales, mais des préoccupations éthiques sont également soulevées.
Un groupe de scientifiques de l’Université de Stanford a créé des souris génétiquement modifiées avec une partie « vide » du cerveau dans laquelle des « organoïdes cérébraux » ont été insérés.
L’expérience a permis, en perspective, de développer un modèle différent des plaques de laboratoire pour étudier les mécanismes et le développement des maladies cérébrales.
Dans l’article sur l’expérience, publié mercredi dans Nature, l’équipe de Stanford a rapporté avoir découvert plus tard des types de cellules humaines très difficiles à cultiver dans le cerveau de bébés souris modifiés âgés de 3 mois.
Les organoïdes
Mais que sont les organoïdes cérébraux ? Il s’agit de petits modèles tridimensionnels de tissus (en l’occurrence du cerveau) obtenus en laboratoire à partir de cellules souches humaines (voir fiche ci-dessous, ed).
Ce ne sont pas des « mini-cerveaux » ou des cerveaux conscients. Un organoïde est un laboratoire vivant miniature : il ne remplace pas un organe humain, mais permet d’observer des processus biologiques avec un niveau de complexité plus élevé que les cultures cellulaires traditionnelles.
L’expérience
Les scientifiques ont créé des souris chez lesquelles les cellules du cortex et de l’hippocampe se sont développées normalement mais ne se sont pas répliquées. Cela a créé un espace vide rempli de liquide dans leur cerveau dans lequel 4 organoïdes corticaux humains ont été transplantés.
En quelques jours, de nouveaux vaisseaux sanguins ont commencé à se développer à l’intérieur et les organoïdes ont commencé à produire des millions de nouveaux neurones, se développant rapidement pour occuper tout le volume du crâne des animaux.
Parmi ces neurones, les scientifiques ont également découvert des neurones spécialisés exceptionnellement grands impliqués dans la cognition sociale, présents uniquement chez les mammifères à gros cerveau tels que les éléphants, les baleines et les primates (y compris les humains).
Par la suite, des tests de mémoire et de motricité ont été effectués sur les souris : les animaux « chimériques » ont montré des comportements différents aussi bien de leurs homologues sans cortex cérébral que des souris normales de laboratoire, même s’il n’a pas été possible d’interpréter pleinement les différences.
Le sens et les perspectives
Selon les chercheurs, ces souris représentent une innovation importante dans un domaine entravé par les difficultés d’accès aux tissus cérébraux humains pour la recherche. Cependant, de telles expériences soulèvent également un certain nombre de questions éthiques.
Après examen par un comité d’éthique spécifique, les chercheurs ont décidé dans ce cas d’utiliser uniquement du matériel organique provenant de personnes ayant donné leur consentement explicite à la transformation de leurs cellules en organoïdes et à leur transplantation sur des animaux de laboratoire. Le comité a également recommandé de limiter l’expérimentation à quelques mois.
Le plus gros problème pourrait survenir si de telles expériences impliquaient d’autres types de cellules cérébrales humaines, leur permettant de se développer plus longtemps, ou si elles utilisaient des animaux hôtes plus gros.
Des doutes éthiques
Aux États-Unis, aucune loi fédérale ne réglemente spécifiquement la création de chimères homme-animal ou n’interdit la transplantation de cellules souches humaines dans le cerveau de singes. Cependant, de telles expériences seraient difficiles à réaliser en raison des protections juridiques spéciales accordées aux primates non humains.
De nombreuses régions d’Europe appliquent des politiques encore plus strictes en matière de recherche sur les primates non humains.
Les règles de telles expériences sont moins claires en Chine, où une équipe de recherche internationale en 2021, à partir de cellules souches embryonnaires de singe (macaques cynomolgous), avait créé en laboratoire des structures similaires à des embryons (appelés « blastoïdes ») qui, une fois cultivés in vitro, étaient implantés dans l’utérus, déclenchant (dans trois cas) des réactions similaires à celles qui se produisent pendant la grossesse (mais sans conduire au développement d’un véritable fœtus).
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