Les cellules souches de l’intelligence !

Jusqu’ici, on pensait que tous les neurones étaient issus des mêmes cellules souches, qui donnaient des neurones lesquels migraient plus ou moins loin du centre du cerveau, en fonction du moment de leur différenciation. Or le cortex est organisé en couches dont les plus externes sont responsables des tâches les plus complexes. Ainsi, la zone la plus extérieure du cerveau, la couche moléculaire, est le siège de la mémoire et de l’organisation des informations. Mais des neuroscientifiques du Centre de neuroscience Dorris de la Jolla, en Californie, ont découvert une lignée de cellules souches qui se différencient spécifiquement en neurones de la couche supérieure du cortex.
L’équipe américaine dirigée par Ulrich Mueller s’est intéressée au gène Cux2, exprimé uniquement dans ces neurones de la couche moléculaire. Les neurobiologistes ont observé son expression chez la souris grâce à une construction moléculaire qui associe l’enzyme Cre à la protéine codée par Cux2. Une fois exprimée, Cre active une protéine fluorescente qui permet de suivre en temps réel l’expression de Cux2. L’analyse au microscope de la glie radiaire, foyer des précurseurs neuronaux, des souris transgéniques Cux2-Cre a mis en évidence certaines cellules souches exprimant la protéine Cux2 à des stades très précoces du développement embryonnaire (jour 9 ou 10 après la conception). Le suivi du devenir de ces progénitrices a montré qu’elles deviennent quasi-exclusivement des neurones de la couche supérieure du cortex cérébral quand les cellules souches n’exprimant pas Cux2 se différencient en neurones des couches inférieures.
L’extraction de ces cellules progénitrices de neurones de la couche moléculaire a permis aux chercheurs de les observer en culture. Et même ex vivo, les cellules souches exprimant Cux2 deviennent des cellules spécifiques de la couche la plus externe du cortex quand les autres neuroprogénitrices produisent des neurones des autres couches.
D’autres expériences in vivo ont permis de démontrer que la date de différenciation des cellules n’influence pas le devenir de ces neurones et qu’il est possible d’induire leur différenciation en neurones exprimant Cux2 tout au long du développement cérébral. Il existe donc bien une lignée neuronale spécifique des neurones de la couche supérieure du cortex.
Cette découverte permet d’envisager de nouvelles pistes de travail notamment pour les maladies psychiatriques comme la schizophrénie dans lesquelles les connexions de la couche moléculaire semblent altérées. Ces voies de recherches étaient jusqu’à aujourd’hui restées en suspens faute de pouvoir générer spécifiquement des neurones de la couches supérieure du cortex.

Franco S et al. (2012) Science, doi:10.1126/science.1223616

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