Des chercheurs européens viennent de mettre au point une stratégie de médecine régénérative basée sur la bio-informatique pour identifier rapidement de nouvelles générations de petites molécules thérapeutiques dans les maladies neurodégénératives ou encore pour réparer le cerveau lésé.
L'équipe dirigée par Olivier Raineteau de l'INSERM/Université Claude-Bernard de Lyon et de l'Université de Zürich (Suisse) en collaboration avec l'Université de Mayence et l'Université de Portsmouth a étudié l'ensemble des ARN issus de la transcription du génome exprimé – ou transcriptome – de la plus grande région germinale cérébrale, la région sous-ventriculaire (SVZ pour subventricular zone).
Située près des ventricules latéraux, cette région germinale, active à la fois en période post-natale et à l'âge adulte, est capable de générer des neurones et des oligodendrocytes.
Aujourd'hui, les approches de régénération cérébrale sont freinées par la complexité des manipulations génétiques nécessaires pour diriger la différenciation neuronale. Cette nouvelle méthode basée sur le transcriptome, publiée dans « PLoS Biology », offre une voie alternative qui pourrait donner un coup d'accélérateur à la recherche clinique.
Des « microdomaines » spécifiques
Dans cette nouvelle étude, les auteurs ont mené une analyse bio-informatique de l'ensemble du transcriptome du SVZ dorsal et latéral chez des souriceaux en période précoce postnatale, y compris les cellules souches neurales et leurs progéniteurs immédiats.
Les chercheurs ont identifié de multiples voies de signalisation qui déclenchent des réseaux transcriptionnels d'aval distincts, ces derniers étant responsables de la diversité des cellules neurales originaires du SVZ. Des différences importantes sont apparues sur des « microdomaines » spécifiques des oligodendrocytes et des neurones.
L'étape suivante a consisté à exploiter des bases de données existantes répertoriant des centaines de molécules à visée clinique classées selon les changements transcriptionnels occasionnés. C'est là que les scientifiques ont pu identifier un petit nombre de molécules correspondant aux changements transcriptionnels à l'origine du développement de neurones ou d'oligodendrocytes.
Des molécules d'intérêt déjà identifiées
Par exemple, l'une d'entre elles, appelée LY-294002, stimule spécifiquement la genèse d'oligodendrocytes à partir de cellules souches neurales chez les souriceaux nouveau-nés. Chez la souris adulte, d'autres molécules (AR-A014418 et CHIR99021) empêchent la perte graduelle de neurogenèse et de diversité des lignées dans la région sous-ventriculaire. De plus, dans un modèle de lésion cérébrale hypoxique périnatale, la dernière de ces molécules a entraîné une forte régénération d'oligodendrocytes, ainsi que de neurones, en plus faible quantité.
« Le contrôle de la différenciation des cellules souches neurales est une stratégie thérapeutique clef en médecine régénérative, explique Kazum Azim, chercheur à l'université de Zürich et premier auteur. La stratégie définie dans cette étude pourrait nous permettre d'identifier rapidement de multiples candidats médicaments et de les proposer pour le développement, où leur potentiel thérapeutique pourra être évalué. »
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