La complémentation interspécifique des blastocystes (IBC) (c'est-à-dire la complémentation par micro-injection de cellules souches d'autres espèces dans des embryons au stade blastocyste) a généré avec succès du tissu de cerveau antérieur de rat chez des souris qui était structurellement et fonctionnellement intact. Dans une étude connexe, il a également été constaté que l’activité synaptique rat-souris était soutenue et que les circuits neuronaux synthétiques construits à partir de deux espèces différentes pouvaient fonctionner dans un cerveau intact.
La complémentation des blastocystes, c'est-à-dire la complémentation d'organes génétiquement déficients par micro-injection de cellules souches dans des embryons au stade blastocyste, a été rapportée pour la première fois en 1993. Cela impliquait la complémentation des lymphocytes T et B chez des souris déficientes par micro-injection de cellules souches embryonnaires de souris intactes (MESC) dans le blastocyste. -embryons au stade.
La complémentation par micro-injection de cellules souches d'autres espèces dans des embryons au stade blastocyste générant chimères interspécifiques a réussi en 2010 lorsque des souris déficientes en PDX1 ont été complétées par du pancréas de rat. Cette réalisation a jeté les bases de la technique biologique de Complémentation interspécifique des blastocystes (IBC).
Depuis 2010, la complémentation interspécifique des blastocystes (IBC) a parcouru un long chemin (y compris la complémentation avec les gènes humains, ce qui signifie un potentiel d'organogenèse humaine pour la transplantation).
Cependant, le tissu cérébral n'a pas pu être obtenu jusqu'à présent grâce à l'IBC, malgré plusieurs succès récents. Les chercheurs rapportent désormais la génération de tissu de cerveau antérieur de rat chez la souris via IBC.
L'équipe de recherche a développé avec succès une stratégie IBC basée sur C-CRISPR. Cela a permis un criblage rapide des gènes candidats et a permis d'identifier que le déficit en Hesx1 soutenait la génération de tissu de cerveau antérieur de rat chez la souris via IBC. Les tissus du cerveau antérieur du rat chez la souris adulte étaient structurellement et fonctionnellement intacts. Ils se sont développés au même rythme que la souris hôte et ont conservé des profils de transcriptome semblables à ceux du rat. Cependant, le taux de chimérisme des cellules de rat a progressivement diminué à mesure que le développement progressait, ce qui suggère la présence de barrières xénogéniques au milieu ou à la fin du développement prénatal.
Dans une autre étude connexe publiée simultanément, les chercheurs ont appliqué la complémentation des blastocystes pour construire et tester sélectivement des circuits neuronaux interspécifiques afin de vérifier si les circuits neuronaux construits à partir de deux espèces peuvent fonctionner dans un cerveau intact.
Les cellules souches pluripotentes de rat injectées dans les blastocystes de souris se sont développées et ont persisté dans tout le cerveau de la souris. Les neurones du cortex et de l'hippocampe du rat ont été reprogrammés dans la niche de la souris et ont soutenu l'activité synaptique rat-souris. Lorsque les neurones olfactifs de la souris étaient réduits au silence, les neurones du rat rétablissaient le flux d'informations vers les circuits de traitement des odeurs. Le comportement primordial de recherche de nourriture a également été sauvé. Ainsi, la souris pourrait percevoir le monde grâce aux neurones d’une autre espèce.
Cette étude établit la complémentation des blastocystes neuronaux comme un outil puissant pour identifier les mécanismes conservés du développement, de la plasticité et de la réparation du cerveau.
***
Références:
- Huang, J. et al. 2024. Génération de tissus du cerveau antérieur de rat chez la souris. Cellule. Volume 187, numéro 9, p2129-2142.E17. 25 avril 2024. DOI : https://doi.org/10.1016/j.cell.2024.03.017
- Throesch, BT et al. 2024. Circuits sensoriels fonctionnels construits à partir de neurones de deux espèces. Cellule. Volume 187, numéro 9, p2143-2157.E15. 25 avril 2024. DOI : https://doi.org/10.1016/j.cell.2024.03.042
***
