Pour mieux comprendre la maladie de Parkinson, les chercheurs du Luxembourg Centre for Systems Biomedicine (LCSB) utilisent des cellules de peau données par des patients parkinsoniens. Ces cellules sont utilisées pour obtenir des organoïdes – on parle parfois de « mini-cerveaux » – qui peuvent être utilisés en laboratoire pour étudier les mécanismes moléculaires associés à la maladie de Parkinson. Durant la fête d'été NCER-PD 2020, le professeur Jens Schwamborn a expliqué comment les chercheurs génèrent ces structures tridimensionnelles et pourquoi elles constituent une approche précieuse pour la recherche scientifique.
Des cellules de peau de patients sont obtenues grâce à des biopsies cutanées. Au laboratoire, ces cellules sont ensuite traitées avec des substances spécifiques qui permettent de les convertir en cellules souches, un type de cellule capable de se transformer en d’autres types de cellules. Par exemple, ces cellules souches peuvent devenir des neurones, le type cellulaire affecté par la maladie de Parkinson. Les neurones dérivés à partir des échantillons de peau peuvent ensuite être maintenus en culture au laboratoire afin d’obtenir une structure tridimensionnelle appelée un organoïde. Bien que les organoïdes générés par les chercheurs ne ressemblent pas à un cerveau fonctionnel sous tous ses aspects, ils présentent plusieurs similitudes de structure avec le cerveau.
« La mise au point de cette technologie est un grand avantage dans le domaine de la biologie cellulaire et développementale », déclare le professeur Schwamborn. « Nous pouvons maintenant utiliser ce système expérimental en laboratoire pour comprendre les mécanismes moléculaires dans le cerveau à l’aide et pour développer des médicaments qui pourraient être utilisés pour traiter la maladie de Parkinson », poursuit-il.
Le principal avantage de cette approche est l'accès aux cellules des patients. De cette façon, des échantillons spécifiques aux patients peuvent être étudiés sans qu'il soit nécessaire de prélever directement des échantillons directement dans le cerveau. Cela permet aux chercheurs de lier leurs résultats à un diagnostic et des caractéristiques génétiques bien spécifiques.
« Lors de l’utilisation d’échantillons de peau provenant de patients présentant une mutation génétique associée à la maladie de Parkinson, nous pouvons observer des différences nettes par rapport aux échantillons de personnes contrôles », explique le professeur Schwamborn. « Nous pouvons ensuite tester différentes molécules et observer les effets de ces potentiels traitement sur cette forme particulière de la maladie. »
Grâce aux organoïdes, les chercheurs peuvent mieux prendre en compte un aspect important : la complexité du cerveau humain. Outre les neurones, qui sont responsables de la transmission des signaux, de nombreux autres types de cellules se trouvent dans le cerveau. Ces autres cellules fournissent des nutriments aux neurones, régulent leur fonction et forment un réseau complexe. Les chercheurs souhaitent donc incorporer tous ces types de cellules dans les organoïdes afin de les rendre plus réalistes. Cela permettra à terme de mieux comprendre la maladie et de faciliter le développement de potentiels traitements.
Retrouvez la présentation complète (en allemand) du professeur Schwamborn dans la vidéo ci-dessous.