Après six ans de recherche intense et l’analyse de plus de 32 millions de cellules, les scientifiques ont réussi à créer la première carte cellulaire exhaustive du cerveau des mammifères. Cette réalisation a été détaillée dans 10 articles de recherche publiés dans la revue scientifique Nature, où un groupe de chercheurs a révélé un atlas complet identifiant avec précision l’emplacement et le type de chaque cellule dans le cerveau d’une souris adulte. Utilisant des techniques avancées pour caractériser les cellules individuellement, l’équipe de recherche a identifié 5300 types de cellules différents.
Posséder une liste détaillée de tous les composants et cellules du cerveau accélérera la découverte des fonctions vitales du cerveau, ainsi que sa croissance et son évolution, a indiqué le Dr Hongkui Zeng, vice-président exécutif et directeur de l’Institut Allen pour les neurosciences. Cette avancée historique sert de référence pour l’étude de la fonction des gènes, semblable à la carte du génome, et la carte cellulaire ouvrira de vastes portes aux neuroscientifiques pour la compréhension, le diagnostic et le traitement des maladies.
Image de l’Institut Allen montrant la classification des différentes cellules du cerveau de la souris et comment leurs caractéristiques génétiques contribuent à leur classification et distribution.
L’étude relie la génétique à la géographie du cerveau en combinant le séquençage de l’ARN pour des cellules individuelles et la transcriptomique spatiale. Elle met en lumière la complexité et la diversité stupéfiantes du cerveau, et révèle la relation profonde entre l’identité génétique d’une cellule et son emplacement dans le cerveau.
Une organisation cellulaire particulière entre les zones ventrales « inférieures » et dorsales « supérieures » du cerveau a été identifiée, le segment inférieur ancien se distinguant par une mosaïque de cellules interconnectées, tandis que le segment supérieur récent contient des types de cellules moins nombreux mais extrêmement diversifiés. Selon Zeng, cette distinction pourrait être la clé pour déchiffrer comment différentes régions du cerveau ont évolué pour accomplir des tâches uniques.
La recherche met en évidence plusieurs points, y compris le rôle des facteurs de transcription et des protéines dans la régulation de l’activité des gènes, identifiés comme des codes qui déterminent l’identité de la cellule. La découverte de la diversité des molécules de signalisation qui facilitent la communication intercellulaire permet des interactions complexes entre différents types de cellules.
La carte sert de modèle et de référence pour dessiner des cartes similaires pour d’autres êtres vivants, y compris les humains. Elle offre un guide précis pour surveiller des types spécifiques de cellules, contribuant significativement à réduire et à traiter avec plus de précision et d’efficacité certaines maladies génétiques.
L’équipe de recherche a également dirigé une étude sur le mappage des cellules nerveuses qui relient le cerveau à la moelle épinière, fournissant un aperçu crucial du mouvement et de la perception sensorielle. La carte aide à révéler comment des lésions médullaires et des accidents vasculaires cérébraux affectent les neurones, contribuant ainsi au développement de traitements cruciaux dans un avenir proche.