Des cellules souches contre les troubles cognitifs induits par la radiothérapie cérébrale

DE NOTRE CORRESPONDANT

LES PROGRÈS RÉCENTS de la délivrance des doses de radiothérapie cérébrale post-chirurgicale ont permis de réduire les lésions tissulaires les plus graves. Il n’en reste pas moins que ce traitement peut encore provoquer, chez l’enfant comme chez l’adulte, des troubles cognitifs comportant, assez souvent, des altérations significatives des fonctions hippocampiques touchant l’acquisition de nouveaux souvenirs ou la mémoire spatiale.

L’hippocampe est une région cérébrale offrant un potentiel de neurogenèse : la prolifération de cellules souches/précurseurs au niveau de la zone sous-granulaire du gyrus dentelé de l’hippocampe produit des cellules qui migrent jusqu’à la couche granulaire, où elles se différencient et acquièrent un phénotype glial et neuronal exprimant des marqueurs neuronaux matures. L’irradiation, comme l’inflammation ou le stress, peut entraver ces capacités de neurogenèse et induire un déclin cognitif.

Diverses cellules souches et progénitrices ont été utilisées avec un certain succès dans des modèles animaux pour le traitement d’affections neuro-dégénératives telles que la maladie de Parkinson, la maladie d’Alzheimer ou la chorée d’Huntington. Cette approche n’en est encore qu’à ses débuts, en revanche, dans le traitement des lésions tissulaires induites par la radiothérapie, et ses chances de succès dépendent de l’implantation des cellules souches transplantées au niveau des tissus irradiés.

Les chercheurs ont évalué les effets de la transfection cérébrale de CSEh chez des rats athymiques irradiés en soumettant les animaux, quatre mois après la greffe des cellules souches, à la tâche de reconnaissance d’un nouvel emplacement (novel place recognition task), une épreuve qui explore la fonction hippocampique de mémorisation. Les rats irradiés non transfectés passaient significativement moins de temps à explorer un nouvel emplacement que les rats normaux. Par contre les rats traités par les cellules CSEh avaient un comportement analogue à celui des animaux contrôles. La transfection de cellules souches semble améliorer la mémoire à long terme autant que la mémoire à court terme.

Dans la formation hippocampique.

Des analyses immunocytochimiques réalisées quatre mois après la transfection chez des rongeurs sacrifiés révélent, en outre, que la majorité des cellules greffées se trouvaient dans la formation hippocampique. Ces analyses indiquent, en outre, que la migration des cellules greffées s’était faite plus particulièrement vers le hile du gyrus dentelé et le champ hippocampique CA1.

L’examen des cellules CSEh en double immunofluorescence, un et quatre mois après la transfection, indique par ailleurs l’existence d’un processus de différenciation, précoce (présent un mois après la greffe), en cellules à phénotype à la fois neuronal et astrocytaire, exprimant les marqueurs neuronaux matures BrdU et NeuN. Les cellules greffées étaient localisées, de manière prédominante, au niveau de la zone sous-granulaire du gyrus dentelé.

Le mécanisme de l’amélioration des fonctions cognitives hippocampiques observée chez les rats transfectés par les cellules CSEh demande à être éclairci : s’explique-t-elle par un simple remplacement neuronal, ou bien par un rôle des fonctions de soutien des cellules gliales ? La répétition de ces expériences en utilisant des tests plus rigoureux de la fonction hippocampique (tel le labyrinthe immergé Morris) devrait permettre de confirmer les observations des Californiens et, peut-être, de préciser le mécanisme de cette action intéressante de sauvetage de la cognition post-radiothérapie par les cellules souches embryonnaires.

(1) MM Acharya, L-A Christie, ML Lan, PJ Donovan, CW Cotman, JR Fike, CL Limoli. Rescue of radiation-induced cognitive impairment through cranial transplantation of human embryonic stem cells. Proc Natl Acad Sci USA (2009) Publié en ligne.