Une nouvelle étude montre que les "mini-cerveaux" pourraient accélérer la mise au point de traitements contre la maladie d'Alzheimer

À l’aide d’une nouvelle méthode innovante, un chercheur de l’Université de la Saskatchewan (USask) crée des pseudo-organes miniatures à partir de cellules souches pour diagnostiquer et traiter la maladie d’Alzheimer.

Lorsque le Dr Tyler Wenzel, Ph.D., a eu l'idée de créer un cerveau miniature à partir de cellules souches, il était loin d'imaginer le succès que ses créations connaîtraient. Aujourd'hui, le « mini-cerveau » de Wenzel pourrait révolutionner le diagnostic et le traitement de la maladie d'Alzheimer et d'autres maladies cérébrales.

« Jamais, même dans nos rêves les plus fous, nous n'aurions imaginé que notre idée folle fonctionnerait », a-t-il déclaré. « Ces [mini-cerveaux] pourraient servir d'outil de diagnostic à base de sang. »

Wenzel, chercheur postdoctoral au département de psychiatrie de la faculté de médecine, a développé l'idée du « mini-cerveau » — ou, plus formellement, un modèle unique d'organoïde cérébral — sous la direction du Dr Darrell Musso, Ph.D.

Les cellules souches humaines peuvent être manipulées pour devenir presque n'importe quelle autre cellule du corps. À partir de cellules souches prélevées dans le sang humain, Wenzel a pu créer un organe artificiel miniature d'environ trois millimètres, ressemblant visuellement à un chewing-gum que l'on aurait tenté de lisser.

Ces « mini-cerveaux » sont créés en créant des cellules souches à partir d'un échantillon sanguin, puis en les convertissant en cellules cérébrales fonctionnelles. L'utilisation de petits organoïdes synthétiques à des fins de recherche n'est pas un concept nouveau, mais les « mini-cerveaux » développés dans le laboratoire de Wenzel sont uniques. Comme le décrit Wenzel dans son article paru dans la revue Frontiers of Cellular Neuroscience, les cerveaux de son laboratoire sont constitués de quatre types différents de cellules cérébrales, alors que la plupart des organoïdes cérébraux sont constitués uniquement de neurones.

Lors des tests, les « mini-cerveaux » de Wenzel reflètent plus précisément les cerveaux humains adultes, permettant des études plus détaillées des maladies neurologiques de l'adulte 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 découvert que l’organe artificiel présentait la pathologie d’Alzheimer, mais à une échelle plus petite.

« Si les cellules souches peuvent se transformer en n'importe quelle cellule du corps humain, la question est devenue: "Peut-on créer quelque chose qui ressemble à un organe entier?" », explique Wenzel. « Lorsque nous développions ce projet, j'ai eu l'idée folle que s'il s'agissait de cerveaux humains, si un patient était atteint d'une maladie comme la maladie d'Alzheimer et que nous cultivions un "mini-cerveau", alors, théoriquement, ce petit cerveau serait atteint de la maladie d'Alzheimer. »

Wenzel a souligné que cette technologie a le potentiel de transformer la façon dont les soins de santé sont prodigués aux personnes atteintes de la maladie d'Alzheimer, en particulier dans les communautés rurales et éloignées. Cette recherche pionnière a déjà reçu le soutien de la Société Alzheimer du Canada.

Si Wenzel et ses collègues peuvent créer un moyen fiable de diagnostiquer et de traiter les maladies neurologiques comme la maladie d'Alzheimer en utilisant simplement un petit échantillon de sang - qui a une durée de conservation relativement longue et peut être expédié par courrier - plutôt que d'obliger les patients à se rendre dans des hôpitaux ou des cliniques spécialisées, cela pourrait considérablement économiser des ressources de soins de santé et réduire le fardeau des patients.

« Théoriquement, si cet outil fonctionne comme nous le pensons, nous pourrions simplement obtenir un échantillon de sang envoyé de La Loche ou de La Ronge à l'université et vous diagnostiquer de cette façon », a-t-il déclaré.

La preuve initiale du concept des « mini-cerveaux » a été extrêmement encourageante, ce qui signifie que la prochaine étape pour Wenzel est d'étendre les tests à un plus grand nombre de patients.

Les chercheurs souhaitent également élargir le champ de leurs recherches sur les mini-cerveaux. S'ils parviennent à confirmer que ces mini-cerveaux reflètent fidèlement d'autres maladies cérébrales ou neurologiques, ils pourraient servir à accélérer le diagnostic ou à tester l'efficacité de médicaments chez les patients, a déclaré Wenzel.

À titre d'exemple, Wenzel a cité les longs délais d'attente pour consulter un psychiatre en Saskatchewan. Si les « mini-cerveaux » pouvaient être utilisés pour déterminer quel antidépresseur est le plus efficace pour un patient déprimé, cela pourrait réduire considérablement le temps nécessaire pour consulter un médecin et obtenir une ordonnance.

Un « mini-cerveau » dans une boîte de Pétri: créés à partir de cellules souches de personnes atteintes de la maladie d'Alzheimer, les organoïdes présentent la pathologie d'Alzheimer, mais à une échelle plus réduite. Crédit: USask/David Stobbe.

Ancien professeur de sciences au lycée qui s'est tourné vers le monde de la recherche et du monde universitaire, Wenzel a déclaré que c'est « l'essence de la recherche » - proposer une hypothèse et se rapprocher de sa mise à l'épreuve dans une expérience - qui le passionne dans son travail.

Le succès stupéfiant des premiers « mini-cerveaux » était si étonnant que Wenzel a admis qu’il ne pouvait toujours pas le comprendre pleinement.

« Je n'arrive toujours pas à y croire, mais c'est aussi incroyablement motivant qu'une telle chose se soit produite », a déclaré Wenzel. « Cela me donne quelque chose qui, je pense, aura un impact sur la société, fera une réelle différence et créera un changement… cela a le potentiel de transformer le paysage médical. »

Les résultats des travaux sont décrits en détail dans un article publié dans la revue Frontiers in Cellular Neuroscience.