Les « cérébroïdes », des mini-organes de laboratoire aux maxi-pouvoirs ?

Comme sur le site du CEA à Fontenay-aux-Roses, depuis une dizaine d’années, des miniatures de tissus humains en 3D sont cultivées dans les laboratoires du monde entier. Elles imitent en partie l’architecture et les fonctions des cellules de nos organes. Mais que peut-on vraiment attendre de ces modèles ?

Par Publié le 10 février 2020 à 18h00 - Mis à jour le 11 février 2020 à 06h15

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Ce temple de la biologie, près de Paris, a des allures de Fort Knox. Pour y pénétrer, il a fallu demander l’autorisation à la direction. Puis, le jour choisi et à l’heure dite, franchir un seuil gardé par deux militaires lourdement armés. Passer ensuite devant Zoé, la première pile atomique construite en France – aujourd’hui transformée en musée. Gagner un bâtiment de verre. Là, nous avons dû inscrire notre nom sur un registre, enfiler des surchausses, une blouse et des gants, mettre des lunettes protectrices. Enfin, on a passé un sas de sécurité.

Nous voici dans le sanctuaire de la science des « mini-cerveaux ». Nous sommes au cœur du site historique du Commissariat à l’énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), à Fontenay-aux-Roses (Hauts-de-Seine). Ici mijotent des agrégats vivants d’une taille lilliputienne. Une cuisine moléculaire aux recettes savamment dosées. Ses ingrédients de base : des cellules souches humaines transformées en cellules nerveuses. Le but : concocter des mini-sphères tissées de ces cellules, capables de s’auto-organiser dans l’espace… pour reproduire, dans une certaine mesure, l’architecture et les fonctions d’un jeune cerveau fœtal humain. Ces drôles d’objets vivants, ce sont des « cérébroïdes », ou « organoïdes cérébraux ». On les appelle aussi « mini-cerveaux », bien que les chercheurs jugent ce terme abusif.

Image 3D d’un cérébroïde réalisée au laboratoire de Fontenay-aux-Roses (Hauts-de-Seine), le 6 janvier.
Image 3D d’un cérébroïde réalisée au laboratoire de Fontenay-aux-Roses (Hauts-de-Seine), le 6 janvier. CHRISTOPHE CAUDROY POUR LE MONDE

A quoi servent ces miniatures raffinées ? Comment les façonne-t-on ? Quels sont leurs atouts et leurs limites ? Et que peut-on en attendre ? Depuis 2013, les cérébroïdes sont les vedettes des laboratoires qui explorent les processus moléculaires et cellulaires à l’œuvre dans le développement d’un cerveau humain. Ils aident aussi à déchiffrer les mécanismes en jeu dans la survenue des troubles du développement cérébral, mais également dans l’apparition de maladies psychiatriques (autisme, schizophrénie…) ou neurologiques (Alzheimer, Parkinson…) propres à notre espèce.

Ils ont permis de décrypter le virus Zika

Aussi petits qu’ils soient, ces modèles réduits font régulièrement le buzz. Ils ont ainsi permis de décrypter le mode d’action du virus Zika, lors de l’épidémie qui a frappé le Brésil en 2015-2016. Chez 1 % à 13 % des fœtus infectés durant le premier trimestre de grossesse, en effet, ce virus provoque une insuffisance de la croissance du cerveau, ou microcéphalie.

Et puis, bien sûr, il y a eu ce coup de tonnerre médiatique : la découverte, en août 2019, d’ondes neuronales synchronisées dans des cérébroïdes humains, qui ressemblent aux ondes cérébrales enregistrées chez des enfants prématurés. Le signe d’un « germe de conscience », comme on a pu le craindre ? Une peur jugée « infondée » par Jürgen Knoblich, de l’Académie des sciences autrichienne, à Vienne.

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