Ils ont réussi à créer des mini-cerveaux dotés de barrières hémato-encéphaliques fonctionnelles

Pour la première fois, des scientifiques ont réussi à développer des modèles miniatures du cerveau humain intégrant la barrière hémato-encéphalique (BBB), un système de sécurité vital qui protège notre cerveau des substances nocives. Ces modèles, de la taille d’une graine de sésame, représentent une avancée significative dans l’étude des maladies neurologiques.

La barrière hémato-encéphalique : une gardienne du cerveau

La barrière hémato-encéphalique (BBB) ​​​​joue un rôle essentiel dans la protection du cerveau contre les substances potentiellement nocives. Il fonctionne comme un filtre sélectif en tapissant les vaisseaux sanguins du cerveau et en ne laissant passer que certaines substances essentielles, telles que les hormones et le glucose.

En même temps, elle bloque l’entrée des toxines et des bactéries. Cependant, cette même protection pose un défi important pour le développement de traitements médicaux, car la BHE empêche également de nombreux médicaments de pénétrer dans le cerveau.

Ziyuan Guo, neurobiologiste et co-auteur de l’étude, souligne que l’absence de modèle humain L’authentique BBB constitue un obstacle majeur à la recherche sur les maladies neurologiques.

Jusqu’à présent, les scientifiques s’appuyaient sur des modèles animaux pour étudier le BBB et le développement du cerveau. Cependant, ils ne reflètent pas fidèlement les caractéristiques et le fonctionnement du cerveau humain. Les différences entre les cerveaux des animaux et des humains sont en effet significatives, limitant la précision des recherches et les conclusions tirées des études sur les animaux.

C’est ici que le nouveaux modèles miniaturisés du cerveau humain entrent en jeu. Ceux-ci sont en effet conçus pour imiter plus précisément le développement et les fonctionnalités du cerveau humain, y compris la barrière hémato-encéphalique. En créant des répliques miniatures du BHE humain, les scientifiques peuvent étudier son comportement et sa réaction à différentes substances dans un contexte beaucoup plus proche de la réalité.

La barrière hémato-encéphalique tapisse les vaisseaux sanguins qui traversent le cerveau et fournissent des nutriments et du sucre à l’organe. Crédits : par Ben Brahim Mohammed, CC BY 3.0

Assembloïdes : une nouvelle technologie révolutionnaire

En détail, ces modèles combinent des organoïdes cérébraux (amas tridimensionnels de cellules cérébrales cultivées à partir de cellules souches) avec des organoïdes de vaisseaux sanguins qui imitent le système vasculaire du corps. Ensemble, ils forment «assembloïdes» qui simulent la croissance et l’interaction des cellules cérébrales et des vaisseaux sanguins en maturation.

Un mois après avoir été combinés, les deux types d’organoïdes ont fusionné en structures sphériques, chacune mesurant environ la taille d’une graine de sésame.

Pour démontrer l’utilité de ces modèles, les chercheurs ont cultivé des assembloïdes avec des cellules provenant de patients présentant une malformation caverneuse cérébrale. Cette anomalie se caractérise par des vaisseaux sanguins de forme anormale dans le système nerveux. Elle résulte parfois de mutations génétiques et peut provoquer des symptômes graves comme des accidents vasculaires cérébraux et des convulsions.

Les assembloïdes ont donc développé les caractéristiques cellulaires de cette malformationoffrant ainsi de nouvelles informations à son sujet.

Les premiers tests montrent que ces assembloïdes peuvent être cultivés pendant cinq mois ou plus. Cette période de croissance correspond à peu près à la deuxième trimestre du développement cérébral in utero.

À l’avenir, l’équipe de chercheurs prévoit de cultiver des assembloïdes similaires en utilisant des cellules souches provenant de personnes atteintes de différentes maladies cérébrales. Cela permettrait de créer des modèles reflétant la biologie sous-jacente de diverses pathologies neurologiques.

A noter que ces assembloïdes ne sont pas seulement prometteurs pour l’étude des maladies cérébrales. Ils pourraient également être utilisés pour tester de nouveaux médicaments, étudier comment les toxines endommagent le cerveau et la barrière hémato-encéphalique, et découvrir de nouvelles stratégies pour administrer des médicaments à travers celle-ci.

 
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