Le cerveau fabriquerait des neurones tout au long de la vie

Il a longtemps été considéré que le stock de neurones d’un être humain était déterminé à la naissance. Cependant, depuis de nombreuses années, les études scientifiques obtiennent des résultats contradictoires à ce sujet. La dernière en date, publiée dans la revue Nature Medicine en mars 2019, vient d’apporter une preuve supplémentaire que le cerveau humain adulte serait capable de former de nouveaux neurones jusqu’à un âge très avancé. Parallèlement, pour les patients atteints de la maladie d’Alzheimer, les chercheurs ont montré que le nombre de nouveaux neurones formés diminuerait drastiquement dès les premiers stades de la maladie…

Fin des années 1990 : les premières preuves d’une neurogenèse adulte

Le dogme selon lequel les cellules nerveuses du cerveau humain ne sont pas remplacées, contrairement aux autres cellules du corps, a déjà été remis en cause il y plus de 20 ans par l’équipe du chercheur suédois Peter Eriksson et de l’Américain Fred H. Gage [1]. Même s‘il subsiste encore aujourd’hui des débats à ce sujet, les preuves que le cerveau de mammifères adultes génère de nouveaux neurones s’accumulent. On parle dans ce cas précis de neurogenèse adulte (lire encadré).
Cependant cette neurogenèse est rare et n’a été mise en évidence qu’au niveau de zones spécifiques du cerveau telles que l’hippocampe, une structure qui joue un rôle important dans les phénomènes d’apprentissage, de la mémoire et des émotions. De plus, la production de nouveaux neurones semble se dérouler au sein d’une région spécifique de l’hippocampe : le gyrus denté [2].

Qu’entend-on par « neurogenèse adulte » ?
Les neurones sont des cellules dites « post-mitotiques », c’est-à-dire qu’elles ont perdu la capacité de se diviser. Mais alors d’où proviennent les nouveaux neurones formés dans l’hippocampe ? 
La formation de nouveaux neurones (neurogenèse) chez l’adulte provient de la division de cellules souches neurales, qui vont donner naissance à des cellules capables de se différencier en neurones et de s’intégrer dans les circuits préexistants du cerveau.

Meilleure formation de nouveaux neurones chez les personnes en bonne santé

L’étude récente, menée par María Llorens-Martín et son équipe, a bénéficié des méthodes les plus rigoureuses sur la collecte des échantillons de cerveau. Le traitement des tissus nécessaire à la détection de neurones nouvellement formés a lui aussi été optimisé.
Les chercheurs ont utilisé une méthode appelée « immunohistochimie », permettant de marquer les neurones à l’aide d’anticorps spécifiques. Les cellules exprimant la doublecortine (DCX+), un marqueur de neurones immatures, ont été quantifiées sur 13 échantillons cérébraux de personnes âgées entre 43 et 87 ans, immédiatement après leurs décès. Plusieurs dizaines de milliers de neurones DCX+ ont ainsi pu être identifiés au niveau du gyrus denté, même chez les octogénaires ! La neurogenèse semble donc bien continuer tout au long de notre vie, même si bien évidemment elle tend à diminuer avec l’avancée en âge.

Altération de la neurogenèse en cas de maladie d’Alzheimer

La maladie d’Alzheimer résulte d’une dégénérescence des neurones, localisée en particulier au niveau de l’hippocampe. C’est pour cette raison que les chercheurs se sont aussi penchés sur des échantillons d’hippocampe provenant de 45 personnes atteintes de la maladie d’Alzheimer et âgées entre 45 et 97 ans. La présence de neurones immatures a été validée chez toutes les personnes, y compris chez celle âgée de 97 ans, avec cependant une forte diminution (d’environ 30%) observée dès les premiers stades de la maladie [3]. En effet, pour un âge donné, le nombre de neurones DCX+ détecté dans le gyrus denté est plus faible chez les sujets Alzheimer que chez les personnes en bonne santé. 

Cette découverte est intéressante car elle suggère des liens entre le niveau de neurogenèse dans l’hippocampe et les troubles de la mémoire observés chez les personnes atteintes de la maladie. Cette diminution de la neurogenèse pourrait, selon les chercheurs, constituer dans le futur un moyen de détection précoce et être utilisée comme un biomarqueur de l’avancée de la maladie d’Alzheimer. 

Références

[1] Eriksson, P.S., Perfilieva, E., Björk-Eriksson, T., Alborn, A.M., Nordborg, C., Peterson, D.A., and Gage, F.H. (1998). Neurogenesis in the adult human hippocampus. Nat. Med. 4, 1313–1317.
[2] Purves, D., Augustine, G.J., Fitzpatrick, D., Katz, L.C., LaMantia, A.-S., McNamara, J.O., and Williams, S.M. (2001). Generation of Neurons in the Adult Brain. Neuroscience. 2nd Edition.
[3] Moreno-Jiménez, E.P., Flor-García, M., Terreros-Roncal, J., Rábano, A., Cafini, F., Pallas-Bazarra, N., Ávila, J., and Llorens-Martín, M. (2019). Adult hippocampal neurogenesis is abundant in neurologically healthy subjects and drops sharply in patients with Alzheimer’s disease. Nature Medicine 25, 554.