Zika : un mini-cerveau fabriqué en labo pour étudier le virus

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Publié le 22/04/2016

Un modèle expérimental, conçu par trois étudiants, fait avancer la recherche sur Zika et... sur le cerveau. Ce cortex, grand comme une tête d'épingle, fabriqué avec une imprimante 3D à partir de cellules souches, s'est révélé un outil efficace pour permettre à une équipe de l'école de médecine de l'université John Hopkins d'explorer les mécanismes par lesquels le virus provoque des atteintes neuronales chez le fœtus, et tout particulièrement les micro-céphalies.

Les travaux publiés dans la revue « Cells » montrent notamment comment Zika attaque les cellules nerveuses progénitrices et les conduit à dupliquer le virus. « Ce modèle en 3D, particulièrement réaliste, confirme ce que nous avions observé sur des cellules infectées en culture », s'enthousiasme le Pr Hongjun Song, neurologue qui a conduit la recherche.

Plusieurs mini-cerveaux spécialisés

Diverses méthodes ont cours pour fabriquer des modèles cérébraux à partir de cellules-souches, mais peu sont exploitables pour la recherche car la complexité de l'organe reste difficile et coûteuse à reproduire. L'équipe de l'université John Hopkins a eu l'idée de développer plusieurs mini-cerveaux spécialisés reconstituant chacun respectivement une région cérébrale. L'emploi d'une imprimante 3D pour développer ces modèles s'est révélé, du reste, beaucoup plus économique que l'usage de bioréacteurs classiques. Pour étudier précisément les effets de Zika aux différents stades de la grossesse, ils ont reproduit un modèle réduit de cerveau antérieur, avec les 6 couches de différents types de neurones qui le composent. Et leurs observations rejoignent celles relevées par les cliniciens chez les enfants nés de mère infectée par le virus.

Les atteintes les plus sévères en début de grossesse

« Plus l'infection survient à stade précoce du développement fœtal, plus la charge virale est élevée au niveau des cellules neuronales progénitrices, plus les atteintes sont sévères, souligne le Pr Guo-Li Ming, neuropsychiatre, qui a contribué à ces travaux. Dans ce cas, au bout d'un certain temps, le mini-cerveau cesse de croître et se désintègre. » Les données expérimentales montrent également que, lorsque l'infection est contractée au second trimestre de la grossesse, Zika infecte, outre les cellules progénitrices, une partie des neurones. Le développement du cerveau se ralentit alors et la couche corticale se révèle plus fine que sur un cerveau non infecté.

Une piste de thérapie cellulaire contre Parkinson

Les chercheurs espèrent, dans la continuité de leurs travaux, tester des traitements potentiels contre la maladie. En attendant, ils entrevoient une autre application intéressante : l'utilisation de l'imprimante 3D pour la production de neurones dopaminergiques pour une thérapie cellulaire contre la maladie de Parkinson.

Betty Mamane