Des chercheurs de Stanford transplantent des organoïdes de cerveau humain chez des souris génétiquement modifiées

Génie génétique et transplantation d'organoïdes

Des chercheurs de l'université Stanford ont développé une plateforme expérimentale qui remplace les structures cérébrales manquantes chez la souris par du tissu cérébral humain vivant. Dans une étude publiée le 16 septembre 2026 dans Nature, des scientifiques dirigés par le neuroscientifique Sergiu Pașca ont génétiquement modifié des souris pour bloquer le développement du cortex cérébral et de l'hippocampe. Le cortex cérébral gouvernant les tâches cognitives de haut niveau telles que l'attention, le langage et la prise de décision, la modification a laissé un vide occupant environ la moitié du volume cérébral normal. Les chercheurs ont ensuite dérivé des organoïdes corticaux humains tridimensionnels en reprogrammant des cellules de peau et de sang humaines en cellules souches pluripotentes. Les souris nouveau-nées ont reçu de multiples injections ciblées dans la cavité crânienne, chaque injection contenant environ 100 000 cellules cérébrales humaines.

Intégration et développement cellulaire

Plutôt que de rester isolées dans la cavité crânienne, les cellules humaines transplantées ont grandi et formé des réseaux neuronaux fonctionnels dans tout le système nerveux hôte. Au cours des semaines suivantes, le tissu humain s'est intégré aux vaisseaux sanguins de l'hôte et a établi des projections axonales atteignant la moelle épinière de la souris. Trois mois après la procédure, plus de 90 % du tissu cortical à l'intérieur du cerveau du rongeur était d'origine humaine. Le tissu greffé s'est également différencié en cellules spécialisées qui n'apparaissent normalement que chez les humains et d'autres primates, notamment les rares neurones von Economo liés à la démence frontotemporale.

« Chez ces souris, les greffons humains ont généré une grande diversité de types de cellules corticales et établi des connexions fonctionnelles dans tout le système nerveux de la souris. »

Comportement animal et mécanismes pathologiques

Les animaux bio-ingéniés ont survécu à la procédure car les structures cérébrales sous-corticales adjacentes ont compensé le tissu absent. À l'âge de six mois, les souris ont effectué des tâches de manière similaire aux animaux témoins non modifiés, ne présentant que des déficits de mémoire mineurs et une démarche légèrement plus prudente attribuée à un contrôle moteur fin altéré. Le modèle offre un cadre expérimental pour observer comment les mutations génétiques affectent les circuits neuronaux intacts, dépassant les limites physiques des boîtes de Pétri plates et des organoïdes non vascularisés. Lors d'essais en laboratoire, les chercheurs ont démontré que les neurones humains greffés étaient sensibles au manque d'oxygène, un facteur de stress biologique lié à la paralysie cérébrale, à l'épilepsie et à l'autisme au cours du développement périnatal.

« C'est comme si la souris était un incubateur. »

Applications cliniques et surveillance éthique

L'équipe de Stanford a l'intention de dériver des cellules de patients diagnostiqués avec une démence frontotemporale, un autisme sévère et une schizophrénie pour tester des médicaments candidats directement dans des tissus vivants. Stefano Gustincich, directeur du Centre de génomique clinique et computationnelle de l'Institut italien de technologie à Aoste, a déclaré que la technique pourrait permettre aux chercheurs d'étudier les mécanismes du vieillissement et d'explorer de futures transplantations neurales dérivées de patients. Répondant aux préoccupations concernant le bien-être animal et les changements cognitifs potentiels, Pașca a confirmé que le projet de recherche a fonctionné sous une supervision éthique continue depuis sa création.

« Cela nous donne un moyen d'étudier le tissu neural humain à plusieurs niveaux, des gènes et des types de cellules individuels aux circuits et aux conséquences fonctionnelles chez un animal. »