En laboratoire, l’IL-17A déclenche le plissement précoce du cortex fœtal humain

Au microscope, un fragment plissé de cortex humain en développement se trouve hors de l’organisme, maintenu en vie dans un environnement contrôlé et riche en nutriments. À l’Université d’Aberdeen, des chercheurs dirigés par le Dr Daniel Berg et le Dr Eunchai Kang ont utilisé ces cérébroïdes 3D pour étudier comment un signal inflammatoire associé à l’activation immunitaire maternelle pourrait affecter le cerveau fœtal.

L’expérience portait sur l’IL-17A, une protéine de signalisation inflammatoire. L’équipe a utilisé du tissu fœtal humain provenant du cortex préfrontal dorsolatéral, prélevé après une interruption volontaire de grossesse, et comparé des cérébroïdes exposés à l’IL-17A à du tissu non traité. Le signal a provoqué le plissement prématuré du cortex en développement, tout en augmentant son épaisseur et en accélérant la production et la maturation des neurones.

Le modèle a été conçu pour remédier à une faiblesse des organoïdes cérébraux, des organes simplifiés cultivés à partir de cellules souches. Les organoïdes sont largement utilisés en neurosciences, mais ils ne reproduisent pas fidèlement toute la complexité biologique des organes humains. Les cérébroïdes préservent davantage la structure typique, la diversité cellulaire et l’organisation du cortex humain en développement, ce qui permet aux chercheurs d’observer plus précisément la réaction du tissu lui-même.

Les chercheurs ont associé la microscopie et le marquage cellulaire au séquençage de l’ARN et à la protéomique pour suivre la réaction. Ils ont constaté que l’IL-17A agissait directement sur les cellules souches neurales et que l’activation persistante de la voie de signalisation NF-κB semblait entraîner ces changements. Le blocage de cette voie a inversé nombre des effets, ce qui indique un mécanisme pouvant désormais être testé dans de nouvelles études, plutôt qu’une explication définitive.

Concrètement, le système de cérébroïdes fournit donc aux chercheurs en neurosciences un modèle de tissu humain permettant d’étudier comment les signaux inflammatoires pourraient modifier le développement précoce du cortex. Il ne montre pas que l’inflammation maternelle provoque des troubles neurodéveloppementaux : ces résultats sont issus d’expériences en laboratoire et les voies biologiques doivent encore être étudiées dans des cérébroïdes, des organoïdes et des modèles animaux. L’équipe de Berg prévoit de créer des cérébroïdes à partir d’autres régions cérébrales en développement et d’étudier les réactions de cellules immunitaires, de vaisseaux sanguins et de cellules souches neurales spécialisées.