Comprendre le vieillissement du cerveau

Pierre Vallée
Collaboration spéciale
Notre cerveau baigne dans le liquide céphalorachidien, qui en nourrit chacune des régions. Selon les chercheurs Benoit Laurent et Marc-Antoine Lauzon, il serait la clé du vieillissement.
Photo: Mathieu Lanthier Notre cerveau baigne dans le liquide céphalorachidien, qui en nourrit chacune des régions. Selon les chercheurs Benoit Laurent et Marc-Antoine Lauzon, il serait la clé du vieillissement.

Ce texte fait partie du cahier spécial Vivre pleinement

Le cerveau est un peu l’ordinateur du corps humain. Et si l’on peut tout simplement remplacer les ordinateurs électroniques lorsque ceux-ci vieillissent et défaillent, ce n’est pas le cas avec le cerveau humain. D’où l’importance de bien comprendre le fonctionnement de son vieillissement.

C’est la tâche à laquelle se sont attelés deux professeurs de l’Université de Sherbrooke, Benoit Laurent, du Département de biochimie et génomique fonctionnelle, et Marc-Antoine Lauzon, du Département de génie chimique et de génie biotechnologique. Tous deux sont associés au Centre de recherche sur le vieillissement du CIUSSS de l’Estrie – CHUS.

« La recherche que nous entreprenons porte sur les facteurs qui mènent au vieillissement des cellules du cerveau, explique Benoit Laurent. Nous étudions en particulier une partie du cerveau que l’on nomme les plexus choroïdes, dont la fonction est de sécréter le liquide céphalorachidien. »

Le liquide céphalorachidien, dans lequel baigne le cerveau, a deux fonctions principales : c’est par lui qu’arrivent les protéines capables de commander la différenciation des cellules souches, à savoir le mécanisme qui permet à l’être humain de renouveler ses cellules présentes dans le cerveau et ainsi provoquer la neurogenèse ; et il sert à éliminer les déchets et les toxines produits par le cerveau. « Notre hypothèse, poursuit Benoit Laurent, est que le liquide céphalorachidien, par sa quantité et sa qualité, joue un rôle déterminant dans le vieillissement du cerveau. »

Culture de cellules humaines

Le hic, c’est qu’il est difficile, voire impossible, de faire des recherches biochimiques sur les cellules du cerveau humain in vivo. On se sert plutôt d’animaux de laboratoire, ce qui a ses limites. C’est ici qu’entrent en scène Marc-Antoine Lauzon et ses organoïdes. La culture de cellules humaines en laboratoire, à l’aide d’une boîte de Petri, ne date pas d’hier, mais depuis une vingtaine d’années, des chercheurs en biochimie et ingénierie biotechnologique ont développé une méthode qui permet la culture de cellules humaines en trois dimensions, c’est-à-dire capables de s’agglomérer.

« Notre laboratoire dispose de bioréacteurs qui, à partir de cellules souches, peuvent cultiver ces agglomérations cellulaires, explique Marc-Antoine Lauzon. Dans un premier temps, on administre un cocktail de différentes molécules, protéines, hormones, nutriments, afin de favoriser la croissance des cellules. Dans un deuxième temps, on sert un second cocktail qui, lui, provoque la différenciation des cellules souches. Ces dernières peuvent alors mimer certaines fonctions d’organes humains, d’où le nom d’organoïdes. »

Dans le cas qui préoccupe les deux chercheurs, ce sont des organoïdes qui miment le fonctionnement des plexus choroïdes, donc spécifiquement la sécrétion de liquide céphalorachidien. Voilà donc l’outil scientifique tout indiqué pour étudier le fonctionnement des cellules du cerveau ainsi que leur vieillissement.

Qui plus est, les cellules souches utilisées sont des cellules souches pluripotentes induites, c’est-à-dire des cellules différenciées provenant de personnes vivantes et qui sont génétiquement programmées pour redevenir des cellules souches. « L’avantage avec ce type de cellules souches, poursuit Marc-Antoine Lauzon, c’est qu’elles conservent une empreinte génétique du donneur. Ainsi, il nous est possible avec des cellules provenant d’une personne de 20 ou de 70 ans de cultiver des organoïdes reproduisant les conditions d’une personne de 20 ans ou de 70 ans. »

Le but de la recherche

La recherche menée par les professeurs Laurent et Lauzon en est à ses balbutiements, puisque le financement s’est concrétisé l’automne dernier. « Dans une première étape, précise Benoit Laurent, nous allons nous servir des organoïdes des plexus choroïdes pour comparer son fonctionnement à différents âges, ce qui devrait nous permettre de mieux saisir le processus du vieillissement des cellules du cerveau et du rôle du liquide céphalorachidien. Change-t-il au fil du temps et comment change-t-il ? Dans une deuxième étape, nous espérons pouvoir améliorer le fonctionnement du liquide céphalorachidien par la découverte de moyens thérapeutiques. »

Une mise en garde toutefois s’impose. « Nous ne cherchons pas à stopper le vieillissement du cerveau, précise Marc-Antoine Lauzon, notre recherche n’est pas la quête de la fontaine de Jouvence. » Benoit Laurent de poursuivre : « Les humains vont continuer de vieillir ainsi que leurs cerveaux, c’est un processus naturel et inévitable. Par contre, il est peut-être possible de vieillir mieux. »

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