De petites différences entre les cellules cérébrales murines et humaines pourraient être la raison que de nombreux médicaments aident les souris, mais pas les humains.

David Robertson, ICR/Science Photo Library/Science Source

Les cellules astrocytes du cerveau d'une souris comme celles-ci peuvent différer légèrement de celles d'un cerveau humain.

Des scientifiques ont utilisé une variété de médicaments chez la souris pour traiter les troubles cérébraux, y compris les versions murines de la maladie d'Alzheimer, de la dépression et de la schizophrénie. Mais, ces mêmes traitements échouent généralement chez les humains.

Maintenant, les chercheurs commencent à en comprendre la raison.

Une équipe a publié dans la revue Nature qu’une comparaison détaillée des types de cellules cérébrales chez la souris et avec celles des humains a montré d’infimes mais importantes différences qui pourraient affecter l’effet de nombreux médicaments,.

Christof Koch, co-auteur de l'étude, scientifique en chef et président de l'Allen Institute for Brain Science à Seattle, explique : « Si vous voulez mettre au point un médicament qui cible un récepteur spécifique pour une maladie spécifique, ces différences sont vraiment importantes ».

Selon Ed Lein, autre co-auteur de l'étude et chercheur à l'institut, l'une des principales différences concerne les gènes déclencheurs de la réaction d'une cellule à la sérotonine, un messager chimique.

Lein déclare: « Ils s’expriment à la fois chez la souris et chez l'humain, mais pas dans les mêmes types de cellules. En conséquence, la sérotonine a une fonction très différente lorsqu'elle est libérée dans le cortex des deux espèces ».

Lein ajoute que c’est potentiellement un gros problème parce que les antidépresseurs comme Le Prozac agissent sur le système de la sérotonine dans le cerveau. Tester ces médicaments sur des souris pourrait donc être trompeur.

La comparaison détaillée a été possible grâce à une nouvelle technologie qui permet aux scientifiques d'identifier rapidement lesquels des centaines de types de cellules cérébrales sont présents dans une partie spécifique du tissu cérébral.

Cette technologie détecte quels gènes sont activés dans chaque cellule. Elle révèle une signature génétique indiquant le type de cellule.

Lein explique : « D'un seul coup, vous pouvez identifier plus ou moins tous les types différents de cellules composant une région du cerveau ».

Il ajoute que cela rend également beaucoup plus facile de comparer les tissus cérébraux de différentes espèces.

Lein continue : « Nous avons maintenant accès à un bon niveau de résolution dans le cerveau humain et à la capacité de voir à quel point un modèle de souris ou de singe est adéquat».

Selon Koch, la liste des types de cellules devrait également aider les chercheurs à mieux comprendre ce qui ne va pas en cas de troubles du cerveau humain.

Koch dit : « Beaucoup de maladies neurologiques ou psychiatriques chez les humains sont dues à des défauts spécifiques dans des types particuliers de cellules ».

Par exemple, la maladie de Parkinson affecte les cellules du cerveau qui fabriquent une substance appelée la dopamine. Et l'épilepsie implique des cellules spéciales qui tassent l'activité cérébrale.

Selon Koch, les chercheurs ont maintenant un moyen de s'assurer que les types de cellules impliquées dans une maladie particulière fonctionnent de la même manière dans un modèle animal que chez les humains.

Tomasz Nowakowski, professeur adjoint d'anatomie à l'Université de Californie à San Francisco, et co-auteur de l’éditorial qui accompagnait l'étude explique : « La technologie a finalement réalisé ce que nous avions besoin d’avoir depuis probablement plus de 40 ans ».

Pour comparer les cellules cérébrales de la souris avec celles de l'homme, les chercheurs ont d'abord analysé seize mille cellules cérébrales humaines prélevées dans le gyrus temporel moyen, une partie du cortex qui est la couche la plus externe du cerveau. Puis ils ont étudié les cellules prélevées dans la même zone chez la souris.

Koch, notant que les souris et les humains ont environ 100 types différents de cellules dans cette région du cerveau, explique : « En un sens, ils sont remarquablement semblables »,.

Mais une comparaison plus détaillée de 75 de ces types de cellules cérébrales a révélé de petites différences.

Nowakowsky a été particulièrement intrigué par la découverte que certaines cellules, les microglies, ont une signature génétique légèrement différente chez les souris et chez les humains.

Il explique : « Ces cellules sont les cellules immunitaires du cerveau, et vous pouvez imaginer que des études ou des recherches sur les maladies neuro-immunes, par exemple, pourraient être grandement affectées par cette différence. »

Les maladies neuro-immunes incluent e.a. la sclérose en plaques, le lupus systémique et la sclérose latérale amyotrophique. Mais il y a de plus en plus de preuves que les microglies jouent également un rôle important dans la maladie d'Alzheimer. 

Et cela pourrait être l'une des raisons que des médicaments expérimentaux pour la maladie d'Alzheimer ont aidé les souris, mais pas les humains. 

Traduction : Fabien

Source : NPR