La migration des cellules souches neurales chez l’Homme enfin décryptées

Il existe chez le fœtus humain une niche de cellules souches neurales, appelées bRG (cellules gliales radiales basales), qui se développe de façon nettement plus importante que chez les autres animaux, permettant la mise en place de l’imposant néocortex propre à notre espèce. Un phénomène sur lequel une nouvelle étude publiée dans Neuron par le Dr Alexandre Baffet, directeur de recherche Inserm et chef de l’équipe Biologie cellulaire de la neurogenèse des mammifères (CNRS UMR144 / Sorbonne Université) à l’Institut Curie, et ses collègues, dont le Dr Ryszard Wimmer, étudiant en thèse pendant l’étude, apporte une toute nouvelle lumière. « Nous savions que ces cellules se multiplient, mais il fallait comprendre comment elles migrent ensuite au lieu de s’accumuler en un endroit », expose le Dr Alexandre Baffet.
 

Un premier mécanisme dévoilé

L’une de ces voies de déplacement était déjà connue, et baptisée MST (mitotic somal translocation), car elle s’observe durant la mitose¹, mais ses mécanismes restaient inexpliqués. Or non seulement l’équipe de scientifiques a décrypté le processus jusqu’à l’échelle moléculaire, mais en plus, elle en a découvert un second. 

En s’appuyant sur l’imagerie de tissu fœtal humain en culture ainsi que sur des organoïdes corticaux², les chercheurs ont en effet découvert que « la MST se déroule sous l’action de l’actomyosine, un complexe protéique, qui va rapprocher les bords de la cellule, détaille Alexandre Baffet. Nous supposons qu’un jeu entre forces d’adhésion et forces contractiles se met alors en place pour dissiper cette pression, et que cela se traduit par un mouvement de la cellule. » 

Une migration lente, passée jusqu’ici inaperçue

Les scientifiques ont en outre observé une autre façon pour les cellules bRG de migrer : l’IST (interphasic stomal translocation). Celle-ci, beaucoup plus lente – 48 heures contre 30 minutes pour la MST – et jusqu’ici inconnue, se déroule pendant l’interphase³ et contribue cinq fois plus que la MST à la dissémination des cellules bRG dans le cortex du fœtus. 

Là encore, les chercheurs en ont compris le mécanisme, basé cette fois sur les microtubules⁴, et en ont identifié les différents moteurs et acteurs moléculaires. « Il n’est pas si fréquent qu’une étude réponde à plus de questions qu’elle n’en pose, sourit Alexandre Baffet. Mais c’est le cas de la nôtre : nous souhaitions comprendre comment les cellules bRG migraient dans le cerveau et nous avons pu décrire le phénomène sous toutes les coutures. »

Mieux comprendre les lissencéphalies

En ouvrant au passage la voie à de nouvelles recherches sur diverses pathologies, en commençant par les lissencéphalies⁵. Chez les enfants qui en sont atteints, le cerveau est lisse, car les cellules neurales ne s’organisent pas normalement. Or l’étude d’Alexandre Baffet et de ses collègues apporte une explication au phénomène : elle révèle que certaines mutations génétiques à l’origine de la maladie impactent des molécules impliquées dans l’IST, et que cette dernière est très perturbée dans les tissus des patients. 
Du côté du glioblastome⁶, ces recherches pourraient déboucher sur de nouvelles pistes thérapeutiques. « Ces tumeurs présentent des populations de cellules ressemblant très fortement aux cellules bRG, explique Alexandre Baffet. Or en les étudiant, nous avons noté qu’elles réalisaient aussi la MST et l’IST et selon les mêmes mécanismes que chez le fœtus. »

Un espoir contre le glioblastome

Une découverte de taille : ce sont ces processus qui rendent les glioblastomes si infiltrants et donc si difficiles à soigner chirurgicalement. Imaginer des inhibiteurs des moteurs moléculaires impliqués dans l’IST et la MST pourrait permettre de bloquer la dissémination des cellules tumorales dans le cerveau et donc de faciliter leur traitement.
Fort de ces avancées, Alexandre Baffet va continuer, avec ses collègues du PEPR Cell-ID⁷, à étudier les cellules bRG, pour essayer de comprendre cette fois comment et pourquoi une amplification incontrôlée se met parfois en place et conduit à des tumeurs pédiatriques, en particulier du cervelet. 

[1] Le moment où la cellule se divise en deux

[2] Des groupes de cellules en culture reproduisant le développement cérébral humain

[3] Période durant laquelle la cellule se prépare à la mitose, notamment en dupliquant ses chromosomes

[4] Filaments constituant le cytosquelette de la cellule

[5] Des maladies entraînant notamment un retard psychomoteur

[6] La tumeur cérébrale maligne la plus fréquente chez l’adulte

[7]  Programme de recherche « Identités et destins cellulaires »

Référence : R. Wimmer et col., Two translocation Mechanisms drive neural Stem Cell Dissemination into the human fetal Cortex, Neuron, à paraître