Contexte évolutif
Une étude publiée dans Nature Neuroscience (DOI 10.1038/s41593-026-02433-7) montre que le cerveau des vertébrés résulte de la combinaison de deux systèmes nerveux distincts. L’analyse d’embryons de souris, de poulet, de poisson-zèbre et d’annelides révèle que ce schéma de double origine était déjà présent il y a au moins 550 millions d’années, bien avant la divergence des cnidaires comme les méduses, qui possèdent elles‑mêmes deux réseaux nerveux séparés.
Mécanismes de développement
Chez le embryon de souris, deux populations de cellules progénitrices se différencient : celles exprimant le facteur de transcription OTX2 donnent naissance aux neurones du prosencéphale et du mésencéphale, tandis que les cellules marquées par GBX2 engendrent les neurones du rhombencéphale. Cette distinction génétique contredit l’idée antérieure d’une origine unique pour l’ensemble du système nerveux central. Les expériences in vitro reproduisent ce phénomène : des cellules humaines dérivées de pluripotence, lorsqu’elles sont dirigées vers le profil OTX2, produisent des neurones du cerveau antérieur, alors que le conditionnement vers GBX2 conduit à des neurones du cerveau postérieur.
Expérimentations et résultats
Les chercheurs ont d’abord tenté de générer des neurones du rhombencéphale à partir de progéniteurs OTX2, sans succès, ce qui a conduit à la découverte de la nécessité d’utiliser les cellules GBX2. En ajustant le protocole, ils ont obtenu pour la première fois des neurones moteurs fonctionnels du rhombencéphale humain en culture. Ces neurones contrôlent des fonctions autonomes telles que la respiration, le sommeil, l’alimentation et la régulation cardiaque. La capacité à cultiver ces cellules ouvre la voie à des modèles cellulaires pour la sclérose latérale amyotrophique (SLA) et l’atrophie musculaire spinale, deux pathologies affectant les neurones moteurs du rhombencéphale.
Implications pour la recherche médicale
La production fiable de neurones du rhombencéphale permet d’étudier le mécanisme d’action des agonistes du récepteur GLP‑1, comme Ozempic et Wegovy, qui modulent l’appétit via ce secteur du cerveau. De plus, la séparation embryologique entre les deux régions explique les difficultés antérieures à reproduire le tissu du rhombencéphale in vitro, limitant les études sur les maladies neurodégénératives. En disposant de cultures spécifiques, les laboratoires pourront tester des thérapies ciblées, évaluer la toxicité de composés et explorer la plasticité neuronale propre à chaque région. Cette approche pourrait également éclairer l’évolution de la cognition : le rhombencéphale assurait les fonctions vitales, tandis que le prosencéphale, libre de contraintes immédiates, a pu explorer des architectures neuronales plus complexes.
