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Des chercheurs de Stanford révèlent que le cerveau se développe à partir de deux populations cellulaires séparées dès les premiers stades, une avancée majeure pour comprendre les maladies neurologiques comme la SLA et l'amyotrophie spinale.
Derrière cette énigme vieille de plusieurs centaines de millions d’années se trouve un enjeu très concret : mieux comprendre des maladies graves comme l’ amyotrophie spinale et la sclérose latérale amyotrophique.
Notre cerveau aurait deux histoires dès les premières semaines de développement Pendant des décennies, les biologistes ont imaginé un scénario relativement simple : une même population de cellules embryonnaires donnerait naissance à l’ensemble du cerveau, avant de se différencier progressivement. Les travaux dirigés par Kyle Loh, de Stanford Medicine, publiés le 18 septembre 2026 dans Nature Neuroscience, proposent une tout autre histoire. Dès la gastrulation, une étape très précoce du développement embryonnaire, deux populations de cellules progénitrices apparaissent en parallèle.
En étudiant des embryons de souris grâce au traçage de lignée cellulaire, les chercheurs ont constaté que ces deux populations ne se chevauchent jamais, même aux premiers stades de leur développement.
"Nous avons montré pour la première fois que l’avant du cerveau provient d’une cellule progénitrice totalement différente de celle qui forme l’arrière du cerveau" déclare Kyle Loh, Stanford Medicine. Une découverte qui conduit les chercheurs à parler de deux systèmes nerveux ancestraux, finalement réunis pour fonctionner comme un seul organe. Le tronc cérébral : une pièce essentielle que les chercheurs peinaient à reproduire Cette découverte pourrait surtout résoudre un problème très concret de la recherche médicale.
Le tronc cérébral contrôle des fonctions vitales et largement automatiques : respiration, rythme cardiaque, sommeil, faim, mais aussi certains mouvements du visage, de la langue et de la gorge indispensables à la parole et à la déglutition. Or cette région est impliquée dans plusieurs maladies neurologiques particulièrement sévères, notamment l’amyotrophie spinale et la sclérose latérale amyotrophique . Dans ces pathologies, certains neurones moteurs dégénèrent progressivement, pouvant entraîner des difficultés à avaler puis à respirer.
Jusqu’ici, les chercheurs avaient beaucoup de mal à produire des neurones humains du tronc cérébral en laboratoire. L’étude apporte une explication à cette difficulté : les cellules destinées au cerveau antérieur et celles qui formeront le cerveau postérieur possèdent des organisations différentes de leur chromatine, c’est-à-dire de la manière dont leur ADN est organisé et rendu accessible.
En essayant de transformer des cellules destinées au cerveau antérieur en neurones du tronc cérébral, les scientifiques demandaient donc en quelque sorte à une cellule de changer de trajectoire alors que son identité était déjà largement définie.
"Les tentatives précédentes pour fabriquer des neurones du tronc cérébral ont probablement essayé de pousser des progéniteurs du cerveau antérieur et moyen à devenir des cellules du tronc cérébral, ce que notre étude montre impossible" précise ainsi Rayyan Jokhai, co-premier auteur de l’étude, Stanford Medicine. Pour la première fois, des neurones humains du tronc cérébral fonctionnels Forts de cette nouvelle compréhension, les chercheurs ont repris le processus depuis une étape beaucoup plus précoce.
À partir de cellules souches pluripotentes humaines, ils ont réussi à obtenir des neurones moteurs correspondant au tronc cérébral. Ces cellules ne ressemblent pas seulement à des neurones sur le plan morphologique : elles présentent aussi des caractéristiques fonctionnelles attendues. Elles produisent notamment des potentiels d’action, les signaux électriques grâce auxquels les neurones communiquent, et fabriquent des protéines caractéristiques des régions du tronc cérébral impliquées dans le contrôle des muscles du visage et de la déglutition.
L’enjeu est considérable pour la recherche sur la SMA et la SLA. Les scientifiques disposent désormais d'un modèle permettant d'observer ces neurones, de comprendre ce qui les fragilise et de tester de nouvelles pistes thérapeutiques. Il ne s’agit pas encore d’un traitement. Mais c’est une étape importante : pouvoir enfin étudier en laboratoire les cellules humaines directement concernées par ces maladies.
Une architecture vieille de 550 millions d’années Les chercheurs ont ensuite remonté le fil de l’évolution. Ils ont retrouvé cette organisation en deux lignées chez plusieurs espèces, notamment le poulet, le poisson-zèbre et le ver gland, un petit animal marin très éloigné de l’être humain. Selon leurs résultats, cette architecture pourrait remonter à environ 550 millions d’années.
"Notre recherche suggère que l'évolution a pris deux systèmes nerveux existants et les a rapprochés spatialement" résume Kyle Loh. L’idée est vertigineuse : notre cerveau fonctionnerait aujourd’hui comme un organe unifié, alors que son développement conserve la trace de deux systèmes nerveux ancestraux qui ont appris à fonctionner ensemble. Pour les chercheurs, cette nouvelle lecture du développement cérébral ne raconte donc pas seulement l’histoire de notre cerveau.
Elle pourrait aussi fournir une méthode plus précise pour fabriquer, étudier et à terme mieux comprendre certaines cellules nerveuses jusqu’ici presque inaccessibles. Diapo : Ce qu’il se passe dans notre cerveau pendant… Sources Partager sur :
Neurosciences Développement Embryonnaire Stanford Medicine Amyotrophie Spinale Sclérose Latérale Amyotrophique
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