Des scientifiques de Montréal font un pas de plus vers la réparation des cellules nerveuses endommagées

Frédéric CharronUne équipe de chercheurs à l'IRCM et de l'Université de Montréal dirigée par Frédéric Charron, Ph. D., en collaboration avec des bio-ingénieurs à l'Université McGill, a découvert une nouvelle synergie dans le développement du système nerveux qui explique un mécanisme important requis pour la formation des circuits neuronaux. Cette percée, publiée aujourd'hui dans la revue scientifique PLoS Biology, pourrait éventuellement aider à développer des outils pour réparer les cellules nerveuses endommagées par des lésions au système nerveux (comme le cerveau ou la moelle épinière).

 

Les chercheurs dans le laboratoire du Dr Charron étudient les neurones, soit les cellules nerveuses qui constituent le système nerveux central, ainsi que leurs longues extensions nommées axones. Lors du développement, les axones doivent suivre des chemins précis dans le système nerveux afin de bien former les circuits neuronaux et permettre aux neurones de communiquer entre eux. Les chercheurs étudient le processus de guidage axonal pour mieux comprendre comment les axones réussissent à suivre les bons chemins.

« Pour atteindre leur cible, les axones en développement dépendent de molécules, nommées signaux de guidage, qui les dirigent en les repoussant ou en les attirant vers leur destination » a expliqué le Dr Charron.

Au cours des dernières décennies, la communauté scientifique a eu du mal à comprendre pourquoi plus d'un signal de guidage est requis pour que les axones atteignent la bonne cible. Dans cet article, les scientifiques de l'IRCM ont découvert comment les axones utilisent l'information fournie par plusieurs signaux afin de bien s'orienter. Pour ce faire, ils ont étudié la variation relative dans la concentration des signaux présents dans l'environnement d'un neurone, soit la pente du gradient.

« Nous avons trouvé qu'un des facteurs critiques pour le guidage axonal voulait que plus le gradient est abrupt, plus les axones réagissent aux signaux de guidage. Par ailleurs, nous avons constaté que le gradient d'un signal de guidage n'est pas toujours suffisant pour orienter les axones. Dans ces cas, nous avons démontré qu'une combinaison de signaux de guidage peuvent agir en synergie afin d'aider l'axone à interpréter la direction du gradient » a expliqué Tyler F.W. Sloan, étudiant au doctorat au laboratoire du Dr Charron et premier auteur de l'étude.

En collaboration avec le programme de neuroingénierie (Program in Neuroengineering) à l'Université McGill, l'équipe du Dr Charron a développé une technique innovatrice pour recréer les gradients de concentration des signaux in vitro, c'est-à-dire qu'ils peuvent ainsi étudier les axones en développement hors de leur contexte biologique.

« Cette nouvelle méthode nous offre plusieurs avantages par rapport aux techniques antérieures; elle nous permet de simuler des conditions plus réalistes des embryons en développement, de mener des expériences à plus long terme pour observer le processus complet de guidage axonal et d'obtenir des données quantitatives utiles. La méthode combine les connaissances du domaine de la microfluidique – qui utilise des fluides à l'échelle microscopique pour miniaturiser les expériences biologiques – aux études cellulaires, biologiques et moléculaires que nous menons en laboratoire » a ajouté Sloan.

« Voilà un vrai travail multidisciplinaire et un excellent exemple de ce que le programme en neuroingénierie vise à accomplir dans des situations où des neurobiologistes, comme moi, ont des questions précises qu'ils veulent aborder, mais que les outils actuels ne sont pas adaptés à répondre à leur question. Ainsi, grâce à ce programme unique, nous nous sommes associés aux bio-ingénieurs et aux experts en microfluidique et en modélisation mathématique à McGill pour créer le dispositif requis pour notre étude » a déclaré le Dr Charron.

« Cette percée scientifique nous fait donc faire un pas en avant vers la réparation des cellules nerveuses endommagées par les lésions au système nerveux central. Une meilleure compréhension des mécanismes impliqués dans le guidage axonal nous offrira des nouvelles possibilités pour le développement de techniques pour traiter les lésions de la moelle épinière, et peut-être même les maladies neurodégénératives » a conclu le Dr Charron.

Les lésions au système nerveux central affectent des milliers de canadiens chaque année et peuvent mener à une invalidité permanente. Fréquemment causées par un accident, un accident vasculaire cérébral (AVC) ou une maladie, ces blessures sont très difficiles à réparer. Il est donc nécessaire de mener des recherches afin de développer de nouveaux outils pour réparer les dommages au système nerveux central.

À propos de l'étude

Le projet de recherche à l'IRCM a été subventionné par les Instituts de recherche en santé du Canada, le NSERC-Create: Training Program in Neuroengineering, le Fonds de recherche du Québec – Santé et la Fondation canadienne pour l'innovation. Les autres auteurs comprennent Patricia T. Yam de l'IRCM, ainsi que Mohammad A. Qasaimeh et David Juncker de l'Université McGill. Pour plus d'informations, veuillez consulter l'article publié en ligne par PLoS Biology: journals.plos.org/plosbiology/article.

À propos de Frédéric Charron

Frédéric Charron est docteur en médecine expérimentale de l'Université McGill. Il est professeur agrégé de recherche IRCM et directeur de l'unité de recherche en biologie moléculaire du développement neuronal. Le Dr Charron est professeur-chercheur agrégé au Département de médecine (accréditation en biologie moléculaire) et membre associé au Département des neurosciences de l'Université de Montréal. Il est aussi professeur associé au Département de médecine (Division de médecine expérimentale), Département de biologie et Département d'anatomie et de biologie cellulaire de l'Université McGill. Par ailleurs, il est membre du McGill Integrated Program in Neuroscience et du NSERC-CREATE Training Program in Neuroengineering. Le Dr Charron est chercheur-boursier senior du Fonds de recherche de Québec – Santé (FRQS). Pour plus d'informations, visitez le www.ircm.qc.ca/charron.

 

Pour plus d'informations ou pour une entrevue avec le Dr Charron, veuillez communiquer avec :

Julie Langelier, Chargée de communication (IRCM)
julie.langelier@ircm.qc.ca
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Lucette Thériault, Directrice des communications (IRCM)
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Source : IRCM
Personne contact au BCRP : William Raillant-Clark