Percée majeure : Culture réussie de cerveaux humains miniatures

Des chercheurs américains viennent de réaliser une percée majeure en développant avec succès des « mini-cerveaux » dotés de zones fonctionnelles complètes du cerveau humain, permettant de simuler la quasi-totalité de l'activité neuronale.

Le développement réussi de « mini-cerveaux » représente une avancée majeure dans le domaine du génie biomédical et des neurosciences modernes. – Photo : IA

Dans un article publié dans la revue Advanced Science , une équipe de recherche de l'université Johns Hopkins (États-Unis) a révélé que ces amas de cellules nerveuses présentent un niveau d'activité comparable à celui d'un fœtus humain de 40 jours. Cette découverte ouvre de nouvelles perspectives pour le traitement de maladies neurologiques telles que la maladie de Parkinson et la maladie d'Alzheimer.

Les « cerveaux artificiels » se rapprochent de plus en plus de la réalité

Appelés organoïdes cérébraux humains, ces amas de cellules sont cultivés à partir de cellules souches pluripotentes, capables de se différencier en différentes régions du cerveau. Ils ne sont pas conscients, mais peuvent accomplir des fonctions de base comme la mémoire et l'apprentissage.

Ces dernières années, grâce au développement de la technologie 3D, ces organoïdes peuvent non seulement démontrer une activité bioélectrique, mais aussi contrôler des robots simples, voire « jouer » à des jeux vidéo basiques comme Pong, ce qui était autrefois considéré comme un miracle dans le domaine de la neurobiologie.

Cependant, jusqu'à présent, la plupart des organoïdes créés ne simulent qu'une région cérébrale spécifique, comme le cortex cérébral, le mésencéphale ou le cervelet, sans reproduire la coordination des activités cérébrales telle qu'elle se produit dans la réalité. Pour étudier les troubles neurodéveloppementaux ou psychiatriques, la science a besoin d'un modèle représentant l'ensemble du cerveau humain en fonctionnement.

D’après la chercheuse Annie Kathuria, il est impossible de demander à une personne de nous laisser observer son cerveau pour étudier l’autisme. Cependant, les modèles organoïdes de cerveau entier pourraient nous permettre de suivre directement l’évolution de la maladie, et ainsi de tester l’efficacité des traitements et même de personnaliser les protocoles thérapeutiques.

Après des années d'expérimentation, l'équipe de Kathuria a été parmi les premières au monde à développer des organoïdes cérébraux multirégionaux (OCMR). Dans un premier temps, ils ont cultivé des neurones provenant de différentes régions du cerveau humain, ainsi que leurs vaisseaux sanguins sous-jacents, dans des boîtes de culture séparées. Ces régions ont ensuite été reliées à l'aide d'une protéine « bio-super-colle », permettant aux tissus de se connecter et d'interagir entre eux.

De ce fait, les régions cérébrales ont commencé à produire une activité électrique synchronisée, formant un réseau unifié. L'équipe de recherche a également observé l'apparition initiale de la barrière hémato-encéphalique, cette couche de cellules qui entoure le cerveau et contribue à contrôler les substances pouvant y pénétrer.

Nouvelles perspectives dans le traitement des maladies neurologiques

Bien que beaucoup plus petits qu'un cerveau humain, chaque MRBO ne contient que 6 à 7 millions de neurones, contre des dizaines de milliards chez un adulte. Cependant, avec environ 80 % des cellules caractéristiques du développement fœtal précoce, ces modèles offrent des possibilités d'analyse sans précédent.

D'après l'équipe de Johns Hopkins, le MRBO pourrait être utilisé pour tester des médicaments sur des modèles humains plutôt que sur des animaux. Actuellement, 85 à 90 % des médicaments échouent lors des essais cliniques de phase 1, et ce taux atteint même 96 % pour les médicaments destinés au traitement des maladies neurologiques, principalement parce que les études précliniques reposent largement sur des souris ou d'autres modèles animaux.

Le passage aux tests MRBO peut contribuer à accélérer les progrès et à améliorer les taux de réussite.

« La maladie d’Alzheimer, l’autisme et la schizophrénie affectent l’ensemble du cerveau, et non une seule région. Si nous comprenons ce qui se passe aux premiers stades du développement cérébral, nous pourrions découvrir des cibles thérapeutiques entièrement nouvelles », a déclaré la chercheuse Annie Kathuria.

Selon les experts, cette recherche représente une avancée majeure en ingénierie biomédicale et en neurosciences. Grâce à ces modèles organoïdes complexes, les scientifiques peuvent désormais établir des diagnostics et des traitements personnalisés, où chaque patient dispose d'un modèle cérébral spécifique permettant de tester précisément les effets des médicaments.

En outre, les perspectives futures incluent les interfaces cerveau-ordinateur et même une nouvelle orientation pour l'intelligence artificielle basée sur des organoïdes biologiques.

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MINH HAI

Source : https://tuoitre.vn/dot-pha-nuoi-cay-thanh-cong-nao-nguoi-thu-nho-20250729171444933.htm