Images Comstock/Stockbyte/Getty Images
Pendant des décennies, les scientifiques ont été limités par la difficulté d’étudier les tissus cérébraux humains vivants, car l’accès aux neurones nécessitait des procédures invasives. Les récentes percées dans la technologie des cellules souches pluripotentes induites (CSPi) ont changé le paysage. En prélevant un simple prélèvement de cellules cutanées sur l’intérieur de la joue, les chercheurs peuvent reprogrammer ces cellules à l’état de cellules souches embryonnaires. Une fois reprogrammées, les cellules peuvent être transformées en n'importe quel type de cellule spécialisé, y compris les neurones, offrant ainsi une source renouvelable et spécifique au patient pour la recherche et la thérapie neurologiques.
La peau humaine, couvrant presque tout le corps, sert de barrière protectrice, régule la température et procure une sensation tactile. Il est organisé en trois couches distinctes :
Au sein de l'épiderme résident trois types de cellules principaux :
Le derme est un réseau complexe contenant des nerfs, des glandes sudoripares, des follicules pileux et des vaisseaux sanguins. Il abrite des récepteurs sensoriels qui transmettent les signaux de douleur et de toucher au système nerveux. La couche dermique est également la source de sueur, de sang et de cheveux, illustrant son rôle multiforme dans l'homéostasie et la protection.
Souvent appelée couche adipeuse sous-cutanée, l’hypoderme est la couche cutanée la plus épaisse. Il se compose en grande partie de tissu adipeux et de collagène, une protéine conjonctive flexible qui ancre la peau aux structures sous-jacentes.
Les neurones, unités fonctionnelles du système nerveux, résident dans le cerveau, la moelle épinière et les nerfs périphériques. Chaque neurone comprend :
Alors que la plupart des cellules animales possèdent des centrioles, des structures essentielles à la division cellulaire, les neurones en sont dépourvus. Cette absence reflète leur nature post-mitotique; les neurones se divisent rarement, ce qui rend les dommages au système nerveux souvent irréversibles ou durables. En revanche, les cellules de la peau retiennent les centrioles, permettant une régénération continue pour réparer les plaies.
Les cellules dérivées de la peau et les neurones peuvent exister dans le système ventriculaire du cerveau. Les ventricules sont remplis de liquide céphalo-rachidien (LCR), qui nourrit le tissu neural et élimine les déchets métaboliques. Des cellules épithéliales tapissent ces cavités, équipées de cils qui aident à faire circuler le LCR dans tout le système nerveux central.
La communication est essentielle aux fonctions cutanées et neuronales. Dans le derme, les glandes endocrines, des amas de cellules épithéliales, libèrent des hormones qui régulent les processus physiologiques. Les neurones, quant à eux, transmettent des signaux via des neurotransmetteurs, orchestrant tout, du contrôle moteur à la cognition. Ce message chimique souligne le rôle fondamental des deux types de cellules dans la coordination des fonctions corporelles complexes.
La capacité de reprogrammer les cellules de la peau en neurones fonctionnels ouvre la porte à des thérapies personnalisées pour des maladies comme la maladie de Parkinson et la maladie de Huntington. Étant donné que ces neurones redérivés proviennent des propres cellules d'un patient, le risque de rejet immunitaire est considérablement réduit, plaçant la technologie iPSC à l'avant-garde des neurothérapeutiques de nouvelle génération.