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Des chercheurs ont réussi à recréer un chemin de la douleur dans le cerveau en faisant croître quatre groupes clés de cellules nerveuses humaines dans un laboratoire. Ce modèle pourrait aider à expliquer certains syndromes douloureux et offrir une nouvelle méthode pour tester des analgésiques potentiels, comme le rapportent des chercheurs de Stanford dans la revue Nature.
Un modèle prometteur
« C’est passionnant », déclare le Dr. Stephen Waxman, professeur à la Yale School of Medicine, qui n’a pas participé à la recherche. Actuellement, les nouveaux médicaments antidouleur sont généralement testés sur des animaux, dont les réactions diffèrent souvent de celles des humains, ainsi que sur des cellules nerveuses individuelles, ce qui ne reflète pas le comportement des réseaux cérébraux entiers. Avec ce nouveau système, connu sous le nom d’assembloid cérébral, « nous avons un système nerveux miniature qui pourrait être une plateforme très utile », ajoute Waxman.
Un chemin avec plusieurs étapes
Ce modèle résulte d’un effort pour recréer la chaîne de signalisation qui se produit après une exposition à des stimuli douloureux, explique le Dr. Sergiu Pașca, professeur à l’Université de Stanford et responsable du projet. Par exemple, toucher une cuisinière chaude active des cellules spéciales dans la peau qui envoient cette information jusqu’à la moelle épinière, puis au thalamus dans le cerveau, et enfin jusqu’au cortex.
Création d’organoïdes cérébraux
Pour simuler ce chemin dans le laboratoire, l’équipe de Pașca a créé quatre organoïdes cérébraux, des amas sphériques de cellules nerveuses humaines. Chaque organe a été développé pour ressembler à un type spécifique de tissu cérébral ou spinal le long du chemin de la douleur. Après plus de six mois de développement, l’assembloid résultant a créé un chemin reliant les quatre organoïdes, permettant aux cellules nerveuses de travailler de manière coordonnée.
Tests avec la capsaïcine
Pour tester le modèle, l’équipe l’a exposé à la capsaïcine, le composé qui rend les piments forts. « Vous commencez à voir l’information circuler », dit Pașca. Les neurones qui détectent ces signaux s’activent et transmettent l’information à la prochaine étape, et ainsi de suite jusqu’au cortex.
Implications pour la recherche sur la douleur
Les scientifiques ont ensuite tenté de créer des assembloids en utilisant des cellules avec des variantes génétiques liées à une perception anormale de la douleur. Une de ces variantes cause une condition rare appelée érythromélalgie, où les individus ressentent une douleur brûlante en réponse à une chaleur légère. Les résultats suggèrent que ces organoïdes sont déjà un moyen utile d’étudier les maladies du système nerveux et les voies qu’elles affectent.
Bien que complexe, le modèle de douleur en laboratoire reste une version simplifiée de ce qui se passe chez un humain, car il inclut seulement une voie alors que les humains en ont deux. De ce fait, même si le modèle peut détecter un stimulus douloureux, il ne produit pas de réponse émotionnelle, précise Pașca.