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Une étude dévoile de nouvelles relations clonales dans le cerveau de la souris

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Le cerveau humain et le cerveau d’autres mammifères contiennent de nombreuses populations de cellules spécialisées avec des fonctions, des structures moléculaires et des caractéristiques uniques. Ces cellules proviennent d’une fine couche de cellules progénitrices neuroépithéliales, des cellules qui peuvent se diviser en populations spécifiques de neurones et de cellules gliales.

Ces dernières années, les progrès technologiques ont permis aux neuroscientifiques d’étudier plus en profondeur les diverses populations cellulaires du cerveau. Bien que cela ait mis en lumière la fonction de certaines populations cellulaires et leur composition moléculaire, la relation entre les populations de cellules matures et les cellules progénitrices est encore mal comprise.

Des chercheurs de l’Institut Karolinska, de l’Institut royal de technologie KTH et de l’Université de Stockholm ont récemment mené une étude visant à mieux comprendre les relations clonales entre les cellules du cerveau de la souris. Leurs conclusions, publiées dans Neurosciences naturellesont été collectées à l’aide d’une nouvelle approche qu’ils ont développée, qui combine la transcriptomique unicellulaire et spatiale avec le codage à barres clonal, deux méthodes différentes utilisées pour mener des études en neurosciences.

« Notre laboratoire étudie le potentiel des cellules souches neurales à générer une grande variété de types de cellules, ce qui est important pour comprendre le développement normal du cerveau et pourrait être exploité pour régénérer les cellules perdues dans les maladies neurologiques », a déclaré Michael Ratz, l’un des chercheurs qui a effectué l’étude, a déclaré Medical Xpress.

Pour mieux comprendre le potentiel des cellules souches en tant que générateurs de différentes populations cellulaires, les chercheurs ont utilisé une approche connue sous le nom de « cartographie du destin » ou « suivi clonal ». Il s’agit d’une technique puissante qui permet aux scientifiques d’identifier la « descendance » d’une seule cellule et de reconstituer son histoire de développement (c’est-à-dire son ascendance).

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« Ces méthodes ont conduit à des connaissances fondamentales sur le développement des tissus et sont utilisées depuis de nombreuses années, mais elles sont limitées dans leur capacité à étudier de nombreuses cellules en même temps en raison de leur dépendance à la microscopie qui ne peut distinguer que quelques couleurs (généralement

Des études antérieures ont montré que les cellules du cerveau des mammifères peuvent différer considérablement en termes de forme, de fonction et de localisation spatiale. Cependant, les méthodes traditionnelles d’étude du cerveau ne permettaient pas aux chercheurs de recueillir des informations détaillées sur les cellules individuelles.

Une métaphore intéressante qui est parfois utilisée pour décrire ce manque de connaissances sur les cellules individuelles est l’analogie entre le smoothie et la salade de fruits. Essentiellement, auparavant, les neuroscientifiques ne pouvaient observer de grandes sections de tissus cérébraux que comme un seul mélange homogène (c’est-à-dire ressemblant à un smoothie). Cela les a empêchés d’en savoir plus sur des cellules spécifiques dans ces sections de tissu cérébral (c’est-à-dire des fruits individuels à l’intérieur du smoothie).

« Ces dernières années, les progrès technologiques nous ont permis d’examiner les cellules individuelles au niveau de l’ARNm, d’étudier la composition cellulaire du tissu cérébral et comment les cellules qui fonctionnent mal peuvent entraîner des maladies », a expliqué Ratz. « Une de ces méthodes est la transcriptomique unicellulaire, où des cellules individuelles sont extraites d’un tissu et les séquences de milliers de molécules d’ARNm présentes dans une seule cellule sont séquencées tandis que la transcriptomique spatiale réalise la même chose, mais avec des sections de tissu intactes qui préservent des informations critiques sur un l’emplacement des cellules individuelles dans un tissu. »

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Dans leur étude, Ratz et ses collègues ont utilisé des codes-barres génétiques pour caractériser les cellules souches (progénitrices) individuelles dans le cerveau de la souris. Comme ces codes-barres sont hérités par les cellules filles au cours du développement du cerveau, ils leur ont permis d’étudier les relations clonales entre les cellules et de dériver leurs profils phénotypiques.

Par la suite, les chercheurs ont généré des réactifs de codes à barres et caractérisé les performances de ces réactifs in vivo (c’est-à-dire dans le tissu cérébral de souris vivantes). Leurs résultats pourraient être très précieux pour la communauté neuroscientifique et pourraient bientôt éclairer de nouvelles études examinant plus en profondeur les relations clonales cellulaires. À l’avenir, leur approche expérimentale pourrait également être utilisée pour mener d’autres études examinant des populations cellulaires spécifiques ou les relations entre les cellules progénitrices et les cellules filles.

« Nous avons utilisé cette technologie pour découvrir des caractéristiques clonales uniques de la microglie, les cellules immunitaires du cerveau qui jouent un rôle important dans les maladies neurodégénératives, telles que les grands groupes de cellules qu’une cellule précurseur individuelle forme et leur migration généralisée dans de grandes zones cérébrales », a ajouté Ratz. . « L’outil que nous avons développé jette un nouvel éclairage sur les profils moléculaires sous-jacents à ces comportements cellulaires au cours du développement normal et pourrait être adapté pour étudier ces caractéristiques de la microglie dans les maladies neurologiques. »


© 2022 Réseau Science X

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