Des chercheurs de Cambridge inversent une forme de lésion nerveuse jugée irréversible

Des chercheurs de l’Université de Cambridge ont utilisé des tissus cérébraux et médullaires humains cultivés en laboratoire pour révéler un mécanisme caché qui bloque la réparation nerveuse. En neutralisant ce frein biologique, ils ont réussi à restaurer la capacité des fibres nerveuses lésées à repousser.

Les scientifiques ont conçu des circuits miniatures du cerveau et de la moelle épinière reproduisant les voies neuronales impliquées dans le mouvement. Grâce à ce modèle avancé, ils ont découvert que les lésions de ces connexions, longtemps considérées comme irréversibles, pourraient en réalité être réparables.

Au cours du développement humain, de l’embryon au fœtus puis à l’enfance, les neurones forment des réseaux permettant la transmission des signaux entre cerveau et moelle épinière. L’axone, fibre nerveuse longue, joue un rôle clé en transportant l’information vers d’autres neurones et en déclenchant le mouvement musculaire.

Cependant, à un stade donné du développement, les neurones du système nerveux central perdent une grande partie de leur capacité à générer de nouveaux axones. Cette limitation explique pourquoi les lésions cérébrales ou médullaires entraînent souvent des handicaps permanents, comme la paralysie ou la perte de fonction manuelle. Cette faible capacité régénérative constitue un obstacle majeur dans les traumatismes médullaires et certaines maladies neurologiques, telles que la sclérose en plaques ou la maladie du motoneurone.

En 2021, le Dr András Lakatos et son équipe avaient déjà développé des organoïdes cérébraux à partir de cellules souches humaines issues de patients. Ces structures tridimensionnelles de la taille d’un pois reproduisent des parties du cortex cérébral et ont servi à étudier des anomalies moléculaires liées à la maladie du motoneurone et à tester des pistes thérapeutiques.

Dans une étude publiée dans Cell Reports, les chercheurs ont étendu ce travail en créant un modèle miniature intégrant cerveau et moelle épinière connectés.

Comme ces deux structures sont distinctes dans le corps mais reliées par des axones, les organoïdes cérébraux et médullaires ont été cultivés séparément. Ils ont observé des fibres nerveuses s’étendre du tissu cérébral vers le tissu médullaire, formant un circuit fonctionnel capable de déclencher des contractions dans de petits groupes de cellules musculaires.

Conservés en laboratoire pendant plus d’un an, ces systèmes ont montré que les neurones pouvaient régénérer leurs axones endommagés jusqu’à environ 150 jours de développement, correspondant au milieu de la grossesse. Au-delà, cette capacité chute brutalement.

George Gibbons, premier auteur de l’étude, a expliqué : « Les neurones issus d’organoïdes moins matures repoussaient leurs fibres après blessure, tandis que ceux provenant d’organoïdes plus avancés perdaient cette aptitude. Autrement dit, la faible régénération s’installe naturellement à mesure que les neurones mûrissent dans le système nerveux central. »

Pour comprendre ce phénomène, les chercheurs ont analysé l’activité génétique des neurones connectant cerveau et moelle épinière. Ils ont identifié un réseau de gènes jouant le rôle d’interrupteur biologique, limitant progressivement la croissance des axones au fur et à mesure que les neurones établissent leurs synapses.

En bloquant certains régulateurs clés de ce réseau, les scientifiques ont réussi à restaurer la capacité des neurones à faire repousser leurs axones.

Ils ont ensuite exploré une base de données de composés médicamenteux pour trouver des substances capables d’influencer ce réseau génétique.

Un candidat prometteur est le lynestrénol, un médicament hormonal déjà approuvé pour traiter certains troubles menstruels et utilisé comme contraceptif.

Appliqué aux neurones endommagés, le lynestrénol a significativement stimulé la régénération des axones.

Si la cicatrisation et l’inflammation sont aussi reconnues pour entraver la réparation nerveuse, les chercheurs insistent sur l’importance de comprendre les barrières propres aux neurones. Des preuves antérieures indiquent que les neurones plus jeunes peuvent souvent étendre leurs axones même dans des environnements hostiles typiques des sites de blessure.

Le Dr András Lakatos, responsable du projet, a déclaré : « Lorsque le cerveau et la moelle épinière sont endommagés, les fibres nerveuses transmettant les signaux moteurs ne repoussent que rarement, ce qui explique la permanence des paralysies. Nous ignorions précisément quand cette capacité de régénération s’amenuise. Notre modèle montre que ce blocage survient pendant le développement, mais qu’il peut encore être inversé après ce stade.

« Le lynestrénol n’est probablement pas la solution pour réparer la moelle épinière, mais il prouve qu’il est théoriquement possible de cibler directement les neurones humains pour régénérer leurs axones. Il reste à démontrer que cette approche permettra aussi de restaurer les connexions appropriées entre cerveau et moelle, mais cela ouvre l’espoir de traiter un jour des affections jusqu’ici considérées comme incurables. »

Les organoïdes humains comblent une lacune essentielle en recherche

Les organoïdes, souvent qualifiés de « mini-organes », sont devenus des outils précieux pour étudier la biologie humaine et les maladies.

Bien que les modèles animaux comme les souris et rats restent essentiels, leurs systèmes nerveux diffèrent de ceux de l’homme, ce qui limite la transposition des résultats aux patients. Les organoïdes humains offrent une représentation plus fidèle, permettant d’explorer les pathologies et traitements de manière difficile à reproduire avec les seuls modèles animaux.

Le Dr Lakatos a ajouté : « La plupart de nos connaissances sur la régénération nerveuse proviennent des rongeurs, dont les neurones se comportent différemment de ceux des humains. Nos modèles sophistiqués d’organoïdes aident à combler ce fossé entre les modèles animaux et la réalité clinique. Ils contribuent aussi à réduire l’utilisation d’animaux dans la recherche. »

À Cambridge, les organoïdes sont déjà employés pour diverses applications, notamment la réparation de foie endommagé, l’étude de la maladie de Crohn chez l’enfant, ou l’exploration des premiers stades de la grossesse.

Référence : « A human corticospinal organoid-slice connectoid model informs enhancer strategies for post-injury axon regrowth » par George M. Gibbons et al., 26 mai 2026, Cell Reports. DOI : 10.1016/j.celrep.2026.117399

L’étude a été financée par le UK Research and Innovation Medical Research Council et Spinal Research.