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Des mini-cerveaux issus de cellules souches donnent de l’espoir pour le diagnostic de la maladie d’Alzheimer

Résumé: Les chercheurs ont développé de minuscules « mini-cerveaux » à partir de cellules souches pour aider à diagnostiquer et traiter la maladie d’Alzheimer. Ces mini-cerveaux, créés à partir de sang humain, reflètent fidèlement la pathologie d’Alzheimer à plus petite échelle. Cette technologie innovante pourrait révolutionner les soins de santé, en particulier pour les communautés éloignées, en fournissant un moyen plus simple de diagnostiquer les troubles neurologiques.

Faits marquants:

  1. Approche innovative: Les « mini-cerveaux » sont construits à partir de cellules souches et imitent la pathologie du cerveau humain.
  2. Potentiel diagnostique: Ils pourraient fournir une nouvelle méthode de diagnostic de la maladie d’Alzheimer et d’autres maladies neurologiques.
  3. Impact sur les soins de santé: Cette technologie pourrait bénéficier aux communautés éloignées en permettant des diagnostics à partir d’échantillons de sang.

Source: L’Université de la Saskatchewan

Grâce à une nouvelle méthode innovante, un chercheur de l’Université de la Saskatchewan (USask) construit de minuscules pseudo-organes à partir de cellules souches pour faciliter le diagnostic et le traitement de la maladie d’Alzheimer.

Lorsque le Dr Tyler Wenzel (PhD) a eu pour la première fois l’idée de construire un cerveau miniature à partir de cellules souches, il n’aurait jamais pu prédire à quel point ses créations fonctionneraient.

Aujourd’hui, le « mini-cerveau » de Wenzel pourrait révolutionner la façon dont la maladie d’Alzheimer et d’autres maladies liées au cerveau sont diagnostiquées et traitées.

Cela montre les neurones.
Le succès stupéfiant des premiers « mini-cerveaux » a cependant été si stupéfiant que Wenzel a admis qu’il avait encore du mal à comprendre son propre cerveau. Crédit : Actualités des neurosciences

« Jamais, dans nos rêves les plus fous, nous n’avions pensé que notre idée folle fonctionnerait », a-t-il déclaré. « Ceux-ci pourraient être utilisés comme outil de diagnostic, construit à partir du sang. »

Wenzel, chercheur postdoctoral au Département de psychiatrie du Collège de médecine, a développé l’idée du « mini-cerveau » – ou plus formellement, un modèle organoïde cérébral unique en son genre – tout en travaillant sous la supervision du Dr Darrell. Mousseau (Doctorat).

Les cellules souches humaines peuvent être manipulées pour se développer en pratiquement n’importe quelle autre cellule du corps. En utilisant des cellules souches prélevées sur du sang humain, Wenzel a pu créer un minuscule organe artificiel d’environ trois millimètres de diamètre et ressemblant visuellement à ce que Wenzel a décrit comme un morceau de gomme mâchée que quelqu’un a essayé de lisser à nouveau.

Ces « mini-cerveaux » sont construits en créant des cellules souches à partir d’un échantillon de sang, puis en transformant ces cellules souches en cellules cérébrales fonctionnelles. Utiliser de petits organoïdes synthétiques pour la recherche n’est pas un concept nouveau, mais les « mini-cerveaux » développés dans le laboratoire de Wenzel sont uniques.

Comme indiqué dans l’article récemment publié par Wenzel dans Frontières des neurosciences cellulairesles cerveaux du laboratoire de Wenzel sont composés de quatre types différents de cellules cérébrales, tandis que la plupart des organoïdes cérébraux sont constitués uniquement de neurones.

Lors des tests, les « mini-cerveaux » de Wenzel reflètent plus précisément un cerveau humain adulte à part entière, de sorte qu’ils peuvent être utilisés pour examiner de plus près les affections neurologiques des patients adultes, telles que la maladie d’Alzheimer.

Et pour ces « mini-cerveaux » créés à partir de cellules souches de personnes atteintes de la maladie d’Alzheimer, Wenzel a déterminé que l’organe artificiel présentait la pathologie de la maladie d’Alzheimer – mais à une plus petite échelle.

« Si les cellules souches ont la capacité de devenir n’importe quelle cellule du corps humain, la question s’est alors posée : « Pourrions-nous créer quelque chose qui ressemble à un organe entier ? » », a déclaré Wenzel.

« Pendant que nous le développions, j’ai eu l’idée folle que s’il s’agissait réellement de cerveaux humains, si un patient souffrait d’une maladie comme la maladie d’Alzheimer et que nous développions son « mini-cerveau », en théorie, ce petit cerveau serait atteint de la maladie d’Alzheimer. »

Wenzel a déclaré que cette technologie a le potentiel de changer la façon dont les services de santé sont fournis aux personnes atteintes de la maladie d’Alzheimer, en particulier dans les communautés rurales et éloignées. Cette recherche révolutionnaire a déjà reçu le soutien de la Société Alzheimer du Canada.

Si Wenzel et ses collègues peuvent créer une méthode cohérente pour diagnostiquer et traiter des maladies neurologiques comme la maladie d’Alzheimer en utilisant uniquement un petit échantillon de sang – qui a une durée de conservation relativement longue et peut être envoyé par courrier – au lieu d’obliger les patients à se rendre dans des hôpitaux ou des cliniques spécialisées, cela Cela pourrait représenter une énorme économie de ressources pour le système de santé et un fardeau pour les patients.

«En théorie, si cet outil fonctionne comme nous le pensons, nous pourrions simplement envoyer un échantillon de sang de La Loche ou de La Ronge à l’université et diagnostiquer ainsi», a-t-il déclaré.

Les premiers travaux de validation de principe sur les « mini-cerveaux » ont été extrêmement prometteurs, ce qui signifie que la prochaine étape pour Wenzel consiste à étendre les tests à un plus grand nombre de patients.

Les chercheurs souhaitent également tenter d’élargir la portée de la recherche sur le « mini-cerveau ». Selon Wenzel, s’ils peuvent confirmer que les « mini-cerveaux » reflètent fidèlement d’autres maladies cérébrales ou affections neurologiques, ils pourraient potentiellement être utilisés pour accélérer les diagnostics ou tester l’efficacité des médicaments sur les patients.

À titre d’exemple, Wenzel a souligné les délais d’attente longs pour consulter un psychiatre en Saskatchewan. Si les « mini-cerveaux » pouvaient être utilisés pour tester quel antidépresseur est le plus efficace sur un patient souffrant de dépression, cela pourrait réduire considérablement le temps nécessaire pour consulter un médecin et recevoir une ordonnance.

Ancien professeur de sciences au secondaire qui s’est tourné vers le monde de la recherche et du monde universitaire, Wenzel a déclaré que c’était la « nature de la recherche » de formuler une hypothèse et d’atteindre le but dans une expérience qui le passionnait pour son travail.

Le succès stupéfiant des premiers « mini-cerveaux » a cependant été si stupéfiant que Wenzel a admis qu’il avait encore du mal à comprendre son propre cerveau.

« Je suis toujours incrédule, mais c’est aussi extrêmement motivant que quelque chose comme ça se produise », a déclaré Wenzel.

«Cela me donne quelque chose qui, je pense, aura un impact sur la société, sera réellement pertinent et créera un changement… cela a un fort potentiel pour changer le paysage de la médecine.»

À propos de cette actualité de la recherche en neurologie et Alzheimer

Auteur: Daniel Hallen
Source: L’Université de la Saskatchewan
Contact: Daniel Hallen – Université de la Saskatchewan
Image: L’image est créditée à Neuroscience News

Recherche originale : Accès libre.
« Les organoïdes cérébraux conçus pour donner naissance à des réseaux gliales et neuronaux après 90 jours de culture présentent des protéoformes spécifiques à l’homme» de Tyler Wenzel et coll. Frontières des neurosciences cellulaires


Abstrait

Les organoïdes cérébraux conçus pour donner naissance à des réseaux gliales et neuronaux après 90 jours de culture présentent des protéoformes spécifiques à l’homme

Les organoïdes du cerveau humain apparaissent comme des modèles translationnels pertinents pour l’étude de la santé et des maladies du cerveau humain.

Cependant, il reste à démontrer si le traitement des protéines spécifiques à l’homme est conservé dans les organoïdes du cerveau humain.

Nous démontrons ici que le destin cellulaire et la composition des organoïdes cérébraux non guidés sont dictés par les conditions de culture au cours de la formation du corps embryoïde, et que les conditions de culture à ce stade peuvent être optimisées pour entraîner la présence de protéines associées aux cellules gliales et d’une activité du réseau neuronal dès le début. trois mois in vitro.

Dans ces conditions optimisées, les organoïdes cérébraux non guidés générés à partir de cellules souches pluripotentes induites (CSPi) dérivées de frères et sœurs mâles et femelles sont similaires en termes de taux de croissance, de taille et de teneur totale en protéines, et présentent une variabilité minimale d’un lot à l’autre dans la composition cellulaire et le métabolisme. .

Une comparaison des marqueurs neuronaux, microgliaux et macrogliaux (astrocyte et oligodendrocytes) révèle que les profils de ces organoïdes cérébraux sont plus similaires aux profils corticaux et cérébelleux humains autopsiés qu’à ceux des échantillons corticaux de souris, fournissant la première démonstration que le traitement des protéines spécifiques à l’homme est largement conservé dans les organoïdes cérébraux non guidés.

Ainsi, notre protocole organoïde fournit quatre principaux types de cellules qui semblent traiter les protéines d’une manière très similaire à celle du cerveau humain, et ce, en deux fois moins de temps que requis par d’autres protocoles.

Cette copie unique du cerveau humain et ses caractéristiques fondamentales jettent les bases d’études futures visant à étudier la configuration des protéines spécifiques au cerveau humain (par exemple, les isoformes, les variantes d’épissage) ainsi qu’à moduler les processus gliaux et neuronaux de manière sur place-comme un environnement.


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