Le cerveau ne vieillit pas inexorablement

"Le cerveau est capable de produire de nouveaux neurones tout au long de la vie, pour réparer une lésion ou pour faire face à un nouvel influx d’informations ». Pierre-Marie Lledo, responsable de l’unité "Perception et mémoire" à l’Institut Pasteur, peut aujourd’hui l’affirmer. Et en une phrase, il résume la révolution de ces dix dernières années sur le cerveau. Une révolution qui va à l’encontre du dogme fixant le nombre de neurones à la naissance. La recherche avait déjà établi que tous les organes du corps disposent d’un potentiel de régénération, notamment par le biais des cellules-souches mais le cerveau semblait condamné à vieillir inexorablement dès la sortie de l’adolescence, jusqu’à ce qu’un chercheur suédois, Peter Eriksson,trouve en 1998 des neurones nouvellement formés dans l’hippocampe, la zone du cerveau qui gère la mémoire spatiale. En 2003, l’équipe de Pierre-Marie Lledo a découvert à son tour que de nouveaux neurones étaient produits au cœur même du cerveau et se dirigeaient très rapidement vers le bulbe olfactif. « Les 30 0000 nouvelles cellules nerveuses produites quotidiennement par un cerveau de souris normale circulent à l’incroyable vitesse de 150 µm/heure, plus de dix fois plus rapidement que dans le cerveau en développement de l’embryon pourtant bien moins encombré qu’un cerveau adulte » souligne-t-il (voir vidéo ci-contre). La même équipe découvre en 2004 la ténascine, molécule qui attire ces nouveaux neurones vers leur destination finale et établit en 2008 que des nouveaux neurones peuvent en fait être produits dans tout le cerveau et non pas à partir d'une source unique. Un concept qui révolutionne à nouveau la neurobiologie.

Pourquoi les greffes de neurones sont inefficaces

Les nouveaux neurones sont par ailleurs parfaitement fonctionnels et sont produits en plus grande quantité lorsque le cerveau en a besoin, comme l’une des expériences de l’équipe de Pierre-Marie Lledo a pu le démontrer. « En soumettant, tous les jours pendant 40 jours, des souris à des odeurs toujours nouvelles, nous avons pu prolonger leur mémoire olfactive de 30 minutes à 4 heures grâce au doublement du nombre de nouveaux neurones produits ». Les derniers travaux de cette équipe, qui devraient être publiés dans Nature Neuroscience, montrent que les neurones nouvellement produits sont capables de réagir plus efficacement aux stimulations. Ils sont cependant naturellement détruits s’ils ne sont pas utiles pour conserver une information.
Le cerveau ne s’encombre donc pas de neurones inutiles, ce qui pourrait expliquer pourquoi les greffes de neurones, en cours d’expérimentation pour le traitement de la maladie de Parkinson, ne semblent efficaces que pendant quelques semaines : peut-être ne sont-ils pas assez stimulés. Harold Cremer, directeur de recherche de l’unité CNRS « Contrôle moléculaire de la neurogénèse » de l’Institut de biologie du développement de Marseille Luminy, estime lui que le cerveau est peut-être finalement réfractaire à l’arrivée de nouveaux neurones, qui risquent de venir perturber le fonctionnement des réseaux synaptiques existants en s’y insérant . « Nous avons démontré que si on transplante un système neurogénique adulte, non pas dans le bulbe olfactif où il arrive normalement mais dans une partie du cerveau lésé par la maladie de Parkinson ou de Huntigton, ces cellules qui forment normalement des neurones deviennent des cellules gliales, » rappelle-t-il.
Les chercheurs s’appliquent aujourd’hui à identifier les facteurs qui induisent le devenir des nouveaux neurones afin de mettre au point des outils pour diriger la neurogénèse pour des applications thérapeutiques. Il serait ainsi un jour possible de mettre en place, pour le cerveau, une médecine régénératrice plutôt que réparatrice, applicable à toutes les maladies neurodégénératrices mais également aux lésions traumatiques.

Questions auau Dr Harold Cremer, directeur de recherche au CNRS, chef de l’équipe "Contrôle moleculaire de la neurogénese" de l’Institut de biologie du développement de Marseille Luminy.

Etudier les facteurs qui influencent le devenir des neurones

 Quel est le devenir des nouveaux neurones dans le cerveau ?

Dr Harold Cremer On a pu montrer que les neurones nouvellement générés dans le cerveau adulte dans une position ectopique du cerveau, comme le striatum, deviennent des cellules gliales. Il est possible, pour expliquer que le cerveau est réfractaire aux nouveaux neurones, qu’il est moins bon d’avoir ces nouveaux neurones que de ne pas en avoir dans un cerveau affecté par une maladie.

Comment favoriser leur intégration ?
Dr H. C. Notre équipe cherche à identifier les facteurs qui rendent le processus de la différenciation neuronale irréversible ainsi que ceux qui peuvent induire une synaptogénèse et une intégration synaptique dans le système nerveux adulte. Par exemple, nous avons identifié un facteur de transcription de la classe BHLH qui, exprimé tout seul dans un système nerveux adulte, est capable de forcer une cellule souche à devenir immédiatement un neurone, même dans un position ectopique. Ces neurones meurent quand même après un certain temps dans le système nerveux adulte, ce qui montre que la connectivité synaptique est essentielle.

Entretien avec P.L.