La neurogenèse : comment se forment les nouveaux neurones ?

21 février 2020
La neurogenèse n'est pas un processus statique mais dynamique : différents facteurs modulent et régulent ce processus en fonction des besoins du cerveau. 

La découverte selon laquelle la neurogenèse, c’est-à-dire la génération de nouveaux neurones dans le cerveau adulte, continue d’être active a modifié le concept de plasticité cérébrale et a mis en évidence de nouveaux mécanismes qui garantissent l’homéostasie du système nerveux.

La plasticité cérébrale ou neuronale renvoie à la capacité du cerveau à changer sa structure et sa fonction au cours du processus de maturation et d’apprentissage ou face à un dommage neuronal lié à la présence d’une maladie.

Ce concept montre alors que le cerveau est un organe malléable qui répond à différents facteurs ; ces facteurs peuvent aussi bien influer de façon positive que de façon négative sur la formation des nouveaux neurones. Ces derniers, à leur tour, peuvent exercer un effet positif sur le cerveau.

La formation de nouveaux neurones dans le cerveau est un fait qui a été mis en évidence en 1966. Plus loin dans le temps, ce fait a été confirmé. Nous savons désormais que la neurogénèse a lieu dans deux régions du cerveau d’une personne adulte : le bulbe olfactif et l’hippocampe.

Ces deux régions du cerveau présentent des caractéristiques importantes qui permettent l’exécution du processus de formation de nouveaux neurones, à savoir la neurogenèse.

Comment fonctionne la neurogenèse ?

La neurogénèse, ou formation de nouveaux neurones

Comme nous le savons déjà, la neurogenèse est un processus qui produit de nouveaux neurones, et ce processus a lieu dans l’hippocampe et le bulbe olfactif des mammifères adultes. Cela indique alors que les cellules souches neuronales persistent tout au long de la vie.

Ce processus très complexe se déroule en différentes étapes :

  • prolifération des cellules pluripotentes, à savoir les cellules souches qui se trouvent dans tous les organismes pluricellulaires et qui ont la capacité de se diviser et de se différencier dans différents types de cellules spécialisées, en plus de s’auto-rénover et de produire plus de cellules souches
  • migration
  • différenciation
  • survie des nouveaux neurones
  • intégration de ces neurones dans les circuits neuronaux existants

Les changements que subissent les cellules participant à la neurogenèse dans leur structure ont permis aux chercheurs d’identifier différentes caractéristiques en fonction des marqueurs protéiques qui s’expriment temporairement au cours de ce processus.

La formation de nouveaux neurones est finement contrôlée en vue d’éviter une altération des circuits neuronaux. La niche est l’un des facteurs qui interviennent dans la régulation de la neurogenèse. Elle est constituée des composants suivants :

  • cellules pluripotentes
  • astrocytes
  • cellules endothéliales

Ces trois composants agissent de façon synchronisée afin de :

  • maintenir la population des cellules pluripotentes
  • maintenir la population d’astrocytes et celle des cellules endothéliales

Les astrocytes contrôlent la prolifération des cellules pluripotentes et des cellules qui amplifient rapidement ainsi que la migration de ces cellules via l’action de différents facteurs sécrétés par les astrocytes

Facteurs qui modulent la neurogenèse

La neurogénèse n’est pas un processus statique mais un processus dynamique. Différents facteurs modulent et régulent ce processus en fonction des besoins du cerveau.

Parmi les facteurs impliqués dans la modulation et la régulation de la neurogenèse figurent la niche (comme expliqué précédemment), les facteurs internes et les facteurs externes.

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Les facteurs internes

Les facteurs internes contrôlent la prolifération des cellules pluripotentes et des cellules dérivées. Parmi ces facteurs figurent :

  • les récepteurs exprimés par les cellules souches et progénitrices envers différentes cellules telles que les protéines qui contrôlent la communication cellule-cellule
  • les systèmes de signalisation tels que Sonic-hedgehog et le WNT
  • certaines molécules d’adhésion telles que la molécule d’adhésion cellulaire neurale (NCAM)
  • la signalisation exercée entre les astrocytes et les neuroblastes par le neurotransmetteur GABA qui amplifie la production et la migration des cellules progénitrices à partir de l’endroit où se trouvent les cellules pluripotentes.

Néanmoins, les facteurs internes ne régulent pas seulement la prolifération cellulaire ; ils régulent aussi la décision des cellules progénitrices de former de nouveaux neurones.

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Les facteurs externes

La neurogénèse et la connexion neuronale

Les différentes étapes du processus de naissance d’un neurone (la production, la migration, la différenciation, la maturation et la survie) sont également modulées par des facteurs extrinsèques parmi lesquels figurent :

  • les hormones
  • les facteurs de croissance
  • le dommage cérébral

Il a été découvert récemment que le glutamate exerce un effet dual au cours de quelques-unes des étapes de cette formation. Le GABA, la sérotonine et la dopamine exercent également une influence.

En plus de ces neurotransmetteurs, d’autres facteurs affectent la neurogénèse tels que :

  • l’abus de drogue
  • certaines hormones telles que les corticoïdes
  • la grossesse
  • l’alcool
  • les mauvaises expériences au cours des premières étapes de vie

En somme…

La neurogénèse dans le cerveau adulte est un processus intéressant pour mettre au point des traitements de remplacement de neurones en cas de maladie neurodégénérative. Idem pour le traitement des maladies qui se caractérisent par une perte neuronale sélective telles que les troubles neurologiques et psychiatriques.

Il est fondamental de continuer à faire des recherches sur le sujet afin d’apprendre à manipuler les cellules pluripotentes et ainsi tirer au maximum parti de ces cellules.

 

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