Les études animales sur les grands singes ont longtemps été interdites en Europe pour des raisons éthiques. Pour la question abordée ici, les organoïdes (structures cellulaires tridimensionnelles de quelques millimètres cultivées en laboratoire) sont une alternative à l'expérimentation animale. Ces organoïdes peuvent être produits à partir de cellules souches pluripotentes, qui se différencient ensuite en types de cellules spécifiques, telles que les cellules nerveuses. De cette manière, l'équipe de recherche a pu produire à la fois des organoïdes cérébraux de chimpanzés et des organoïdes cérébraux humains. "Ces organoïdes cérébraux nous ont permis d'étudier une question centrale concernant ARHGAP11B", déclare Wieland Huttner du MPI-CBG, l'un des trois principaux auteurs de l'étude publiée dans EMBO Reports .

"Dans une étude précédente, nous avons pu montrer qu'ARHGAP11B peut agrandir le cerveau d'un primate. Cependant, il n'était pas clair auparavant si ARHGAP11B avait un rôle majeur ou mineur dans l'élargissement évolutif du néocortex humain", explique Wieland Huttner. Pour clarifier cela, le gène ARGHAP11B a d'abord été inséré dans des structures semblables à des ventricules cérébraux d'organoïdes de chimpanzés. Le gène ARGHAP11B conduirait-il à la prolifération de ces cellules souches cérébrales dans le cerveau du chimpanzé qui sont nécessaires à l'élargissement du néocortex ?

"Notre étude montre que le gène dans les organoïdes de chimpanzé provoque une augmentation des cellules souches cérébrales pertinentes et une augmentation des neurones qui jouent un rôle crucial dans les capacités mentales extraordinaires des humains", a déclaré Michael Heide, l'auteur principal de l'étude, qui est à la tête du Junior Research Group Brain Development and Evolution au DPZ et salarié au MPI-CBG.

Lorsque le gène ARGHAP11B a été désactivé dans les organoïdes du cerveau humain ou que la fonction de la protéine ARHGAP11B a été inhibée, la quantité de ces cellules souches cérébrales a diminué au niveau d'un chimpanzé. "Nous avons ainsi pu montrer qu'ARHGAP11B joue un rôle crucial dans le développement du néocortex au cours de l'évolution humaine", explique Michael Heide.

Julia Ladewig de HITBR, le troisième des auteurs principaux, ajoute :"Compte tenu de ce rôle important d'ARHGAP11B, il est en outre concevable que certains maldéveloppements du néocortex puissent être causés par des mutations de ce gène." + Explorer plus loin

Le gène de la taille du cerveau humain déclenche un cerveau plus gros chez les singes