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Des scientifiques créent des synapses in vitro grâce à des substances artificielles : une grande avancée dans la régénération neuronale

La régénération des neurones endommagés constitue l’un des principaux enjeux de la médecine d’aujourd’hui. De nouvelles études effectuées par des chercheurs de l’Institut et hôpital neurologique de Montréal (le Neuro) et de l’université ÎÛÎÛ²ÝÝ®ÊÓƵ font figure d’avancées considérables vers la régénération neurologique. L’étude, qui a fait la une de la revue Journal of Neuroscience du 7 octobre, est la première à démontrer que les neurones peuvent croître et créer des contacts significatifs et fonctionnels, ou synapses – jonctions spécialisées qui assurent la transmission d’informations entre les neurones. Dans ce cas-ci, il est question d’une composante artificielle sous forme de billes de plastique recouvertes d’une substance qui facilite l’adhésion et attire les neurones.

« De nombreuses thérapies, la plupart toujours à l’étape de la conception, visent la restauration de la connexion entre les neurones et les fibres nerveuses sectionnées qui étaient responsables de l’innervation d’un tissu-cible, habituellement un muscle, » explique le docteur David Colman, directeur du Neuro et chercheur principal de l’étude. « Les approches thérapeutiques traditionnelles nécessitent la régénération, sur une distance pouvant aller jusqu’à un mètre, d’une fibre nerveuse sectionnée, afin de pouvoir éventuellement rétablir sa fonction. Toutefois, notre approche contourne la nécessité de forcer les neurones à se régénérer artificiellement sur de telles longueurs et supprime le besoin de créer une synapse entre eux, deux éléments qui représentent un frein important à la restauration d’un système nerveux endommagé. »  

« Dans le cadre du programme NeuroEngineering de ÎÛÎÛ²ÝÝ®ÊÓƵ, nous abordons la situation d’une toute nouvelle façon, » a déclaré la docteure Anna Lisa Lucido, qui a effectué des expérimentations pour l’étude en question dans le cadre de sa recherche doctorale au Neuro et qui est actuellement détentrice d’une bourse de perfectionnement post-doctoral à l’UCSF. « Ce programme, mené par le docteur Colman, est un consortium pluridisciplinaire qui combine les connaissances, l’expertise et les points de vue de 40 scientifiques provenant de différents domaines afin de se concentrer sur les défis que présente la régénération neurologique dans le système nerveux central. Notre approche consiste à favoriser la connexion fonctionnelle de cellules nerveuses intactes avec des substrats artificiels et ainsi créer un paradigme qui pourra être appliqué par la suite à des systèmes-modèles comprenant des neurones endommagés. L’approche sera associée à des stratégies favorisant le prolongement des terminaisons neuronales par lesquelles se forment les connexions, ou synapses. Il s’agit d’un grand défi à relever, mais notre capacité de provoquer sur demande la formation de connexions est un départ très prometteur. Notre cible ultime est de créer une plateforme double favorisant non seulement la régénération des cellules endommagées, mais aussi le rétablissement de leurs connexions fonctionnelles. »

Les synapses qu’a permis de générer la présente étude sont pour ainsi dire identiques à leurs équivalents naturels, sauf que le « récepteur » de la synapse est un plastique artificiel plutôt qu’un neurone ou un tissu-cible. Il s’agit de la première étude, avec ces dispositifs en particulier, démontrant que l’adhésion est une des étapes fondamentales du déclenchement de l’assemblage de complexes synaptiques.

« Même si les composantes des synapses ont déjà été induites lors d’études similaires, par le passé, leur fonctionnalité n’a jamais été prouvée. Afin d’évaluer leur fonctionnement, c’est-à-dire la transmission d’un signal depuis la synapse, nous avons électriquement stimulé le neurone pour transmettre le signal, un potentiel d’action, vers la synapse. La stimulation artificielle des neurones et l’application d’un colorant nous a permis de constater que la transmission avait eu lieu, car le colorant a été absorbé par les synapses. »

« Nous croyons que, d’ici les cinq prochaines années, nous posséderons un dispositif pleinement fonctionnel qui pourra transmettre directement des signaux cellulaires naturels depuis le neurone vers une matrice artificielle comprenant un mini-ordinateur qui communiquera par réseau sans fil avec des tissus-cibles, » a déclaré le docteur Colman. Ces résultats présentent non seulement un modèle pour comprendre la formation des neurones, lequel pourra servir dans des études ultérieures, mais suscitent l’optimisme chez ceux qui sont atteints de troubles neurologiques et s’avèrent porteur d’espoir en ce qui a trait à l’utilisation de substrats artificiels dans la régénération des nerfs endommagés.

L’Institut et Hôpital neurologique de Montréal

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L’Institut et Hôpital neurologique de Montréal (le Neuro) est un centre médical universitaire unique, spécialisé en neurosciences. À la fois institut de recherche et d'enseignement de l’Université ÎÛÎÛ²ÝÝ®ÊÓƵ, le Neuro constitue l’assise de la mission en neurosciences du Centre universitaire de santé ÎÛÎÛ²ÝÝ®ÊÓƵ. Fondé en 1934 par l'éminent Dr Wilder Penfield, le Neuro est reconnu mondialement pour son intégration de la recherche, les soins qu’il prodigue avec compassion aux patients et sa formation spécialisée, tous des éléments essentiels au progrès des sciences et de la médecine. Les chercheurs du Neuro sont des chefs de file mondiaux en neurosciences cellulaire et moléculaire, en imagerie cérébrale, en neurosciences cognitives, ainsi que dans l'étude et le traitement de l'épilepsie, de la sclérose en plaques et de troubles neuromusculaires. Pour tout renseignement, veuillez visiter .