15 juin 2017
Lumière sur la microglie humaine
Une première étude explore en profondeur l'expression des gènes dans les cellules de défense du cerveau
Par : Jean Hamann
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La presque totalité des connaissances sur les cellules microgliales provenait d'études menées sur des souris. Pour pallier le manque d'information sur la microglie humaine, les chercheurs ont eu recours à des échantillons de cerveau prélevés sur 19 patients opérés pour cause d'épilepsie, de tumeur au cerveau ou d'ischémie grave.
— Nicole Coufal
Une étape importante vers une meilleure compréhension du rôle joué par les cellules microgliales dans le cerveau humain a été franchie récemment alors que la revue Science publiait une étude menée par David Gosselin, de la Faculté de médecine, et par une équipe de l'Université de Californie à San Diego. Les travaux de ces chercheurs constituent une avancée sur le plan fondamental puisqu'il s'agit de la première étude exhaustive sur les mécanismes épigénétiques régissant l'expression des gènes de ces cellules chez l'humain. De plus, ils laissent entrevoir de nouvelles avenues de recherche et de traitement pour les maladies neurodégénératives ou psychiatriques associées à un mauvais fonctionnement de la microglie.
Les cellules microgliales se retrouvent exclusivement dans le cerveau et dans les autres parties du système nerveux central. Elles participent au développement, à la plasticité et à la réparation du cerveau, elles le protègent contre les microorganismes pathogènes et elles le débarrassent des débris cellulaires. «Les cellules microgliales représentent entre 5 % et 10% de toutes les cellules du cerveau chez une personne en santé, mais ce pourcentage est souvent plus élevé dans un cerveau malade, signale David Gosselin. Ces cellules sont associées à des maladies comme l'alzheimer, le parkinson, la dépression, la schizophrénie et les troubles du spectre de l'autisme. Vu leur rôle dans le développement et le bon fonctionnement du cerveau, il nous semblait important de mieux comprendre les mécanismes qui contrôlent l'expression de leurs gènes.»
Jusqu'à présent, la presque totalité des connaissances sur les cellules microgliales provenait d'études menées sur des souris. Pour pallier le manque d'information sur la microglie humaine, le professeur Gosselin et ses collaborateurs ont eu recours à des échantillons de cerveau prélevés sur 19 patients opérés pour cause d'épilepsie, de tumeur au cerveau ou d'ischémie grave. Les chercheurs ont isolé les cellules microgliales présentes dans ces tissus et ils ont mesuré l'expression de tous les ARN messagers qu'elles contenaient.
«Nous avons découvert qu'environ 8 000 des quelque 20 000 gènes du génome humain sont exprimés dans la microglie, rapporte David Gosselin. De ce nombre, entre 3 000 et 4 000 gènes sont particulièrement importants, et 881 sont exclusifs ou pratiquement exclusifs aux cellules microgliales par rapport aux autres cellules du cerveau.» Les chercheurs ont montré que le niveau d'expression de ces gènes change considérablement, en quelques heures à peine, une fois que ces cellules sont isolées de leur milieu naturel. «L'environnement dans lequel se trouve une cellule microgliale joue un rôle essentiel dans son identité et dans sa signature génomique», souligne le professeur Gosselin.
Les résultats de cette étude pourraient faire évoluer les recherches sur les maladies associées aux cellules microgliales, poursuit le chercheur. «Par exemple, nous avons découvert que 97 des 881 gènes exclusifs ou quasi exclusifs de la microglie se retrouvent parmi les 1 020 gènes dont l'expression est modifiée dans la maladie d'Alzheimer. Ils constituent donc des cibles intéressantes pour la recherche de traitements.» L'étude a aussi mis en lumière l'existence de régions épigénétiques non codantes dans le génome des cellules microgliales. Ces régions, qui interviennent dans l'expression des gènes, pourraient être exploitées dans la recherche de traitements.
Enfin, l'étude a aussi permis d'établir que, sous plusieurs aspects, la microglie humaine est très proche de celle de la souris. «Malgré les millions d'années d'évolution qui sépare la souris et l'homme, l'expression des gènes de la microglie et les facteurs qui la régissent ont été bien conservés», constate David Gosselin. Il s'agit là d'une nouvelle rassurante pour le jeune chercheur qui vient de se joindre au Centre de recherche du CHU de Québec-Université Laval puisqu'il fera appel à des souris pour poursuivre ses travaux sur le rôle des cellules microgliales dans le développement du cerveau.
Les cellules microgliales se retrouvent exclusivement dans le cerveau et dans les autres parties du système nerveux central. Elles participent au développement, à la plasticité et à la réparation du cerveau, elles le protègent contre les microorganismes pathogènes et elles le débarrassent des débris cellulaires. «Les cellules microgliales représentent entre 5 % et 10% de toutes les cellules du cerveau chez une personne en santé, mais ce pourcentage est souvent plus élevé dans un cerveau malade, signale David Gosselin. Ces cellules sont associées à des maladies comme l'alzheimer, le parkinson, la dépression, la schizophrénie et les troubles du spectre de l'autisme. Vu leur rôle dans le développement et le bon fonctionnement du cerveau, il nous semblait important de mieux comprendre les mécanismes qui contrôlent l'expression de leurs gènes.»
Jusqu'à présent, la presque totalité des connaissances sur les cellules microgliales provenait d'études menées sur des souris. Pour pallier le manque d'information sur la microglie humaine, le professeur Gosselin et ses collaborateurs ont eu recours à des échantillons de cerveau prélevés sur 19 patients opérés pour cause d'épilepsie, de tumeur au cerveau ou d'ischémie grave. Les chercheurs ont isolé les cellules microgliales présentes dans ces tissus et ils ont mesuré l'expression de tous les ARN messagers qu'elles contenaient.
«Nous avons découvert qu'environ 8 000 des quelque 20 000 gènes du génome humain sont exprimés dans la microglie, rapporte David Gosselin. De ce nombre, entre 3 000 et 4 000 gènes sont particulièrement importants, et 881 sont exclusifs ou pratiquement exclusifs aux cellules microgliales par rapport aux autres cellules du cerveau.» Les chercheurs ont montré que le niveau d'expression de ces gènes change considérablement, en quelques heures à peine, une fois que ces cellules sont isolées de leur milieu naturel. «L'environnement dans lequel se trouve une cellule microgliale joue un rôle essentiel dans son identité et dans sa signature génomique», souligne le professeur Gosselin.
Les résultats de cette étude pourraient faire évoluer les recherches sur les maladies associées aux cellules microgliales, poursuit le chercheur. «Par exemple, nous avons découvert que 97 des 881 gènes exclusifs ou quasi exclusifs de la microglie se retrouvent parmi les 1 020 gènes dont l'expression est modifiée dans la maladie d'Alzheimer. Ils constituent donc des cibles intéressantes pour la recherche de traitements.» L'étude a aussi mis en lumière l'existence de régions épigénétiques non codantes dans le génome des cellules microgliales. Ces régions, qui interviennent dans l'expression des gènes, pourraient être exploitées dans la recherche de traitements.
Enfin, l'étude a aussi permis d'établir que, sous plusieurs aspects, la microglie humaine est très proche de celle de la souris. «Malgré les millions d'années d'évolution qui sépare la souris et l'homme, l'expression des gènes de la microglie et les facteurs qui la régissent ont été bien conservés», constate David Gosselin. Il s'agit là d'une nouvelle rassurante pour le jeune chercheur qui vient de se joindre au Centre de recherche du CHU de Québec-Université Laval puisqu'il fera appel à des souris pour poursuivre ses travaux sur le rôle des cellules microgliales dans le développement du cerveau.
