Chez de nombreux animaux vertébrés, les cellules souches du cerveau produisent des neurones tout au long de la vie. Une équipe de scientifiques révèle pour la première fois par quels mécanismes moléculaires les cellules souches neurales adultes communiquent entre elles et maintiennent une forme d’équilibre leur permettant de produire au long cours des neurones.
Au sein de notre organisme se trouvent des cellules d’un genre bien particulier : les cellules souches. Capables de se diviser pour donner d’autres cellules souches, elles peuvent également produire des cellules filles qui se spécialisent vers des fonctions bien précises : cellules musculaires, cellules sanguines... Les cellules souches jouent un rôle essentiel dans le renouvellement et la réparation cellulaire.
Dans le cerveau adulte, ce sont les cellules souches neurales (CSN) qui peuvent donner naissance à de nouveaux neurones chez plusieurs organismes vertébrés, un processus appelé neurogenèse. Au sein du laboratoire Neurogénétique du poisson zébré, dirigé par Laure Bally-Cuif, les scientifiques travaillent sur cet organisme modèle pour élucider les mécanismes qui rendent possible la neurogénèse adulte. Le poisson zébré est en effet un excellent modèle d’étude car chez cet animal, contrairement à l’être humain, les CSN sont présentes dans de nombreuses régions du cerveau et la neurogénèse s’y déroule de manière homogène tout au long de la vie.
Cellules souches et production de neurones : un subtil équilibre
Pour que la production de neurones soit homogène et à long terme, un équilibre fin est indispensable entre les CSN qui se renouvellent et celles qui produisent des neurones. Trop de spécialisation en neurones et c’est « le stock » de CSN qui diminue, mettant plus tard en péril la production de cellules du système nerveux ; trop peu de spécialisation et c’est la production optimale à court terme de neurones qui est compromise.
Comment se maintient ce subtil équilibre dans le cerveau ? Cela passe par un « dialogue » entre CSN, qui prend la forme de systèmes de messages moléculaires : une cellule envoie un signal, une cellule voisine le reçoit, et adapte son comportement en conséquence.
Notch 3 : un dialogue entre cellules souches neurales voisines dont la dynamique spatiale et temporelle est maintenant comprise
Dans les CSN, l’un des principaux circuits de communication est la voie de signalisation Notch3. Mais « la façon dont les interactions impliquant Notch3 sont contrôlées dans le temps et l’espace entre cellules souches neurales du cerveau adulte restait inconnue » indique Laure Bally-Cuif.
Nicolas Dray, chercheur dans l'équipe de Laure Bally-Cuif, nous explique les particularités biologiques du poisson zèbre. Un animal qui a la capacité de réparer son cerveau grâce à ses nombreuses cellules souches neurales. Crédit : Institut Pasteur / Jeanne Fenouil.
« Nous avons développé de nouvelles lignées transgéniques de poisson zébré permettant de mesurer directement in vivo la signalisation Notch3 dans chaque CSN, au sein même du cerveau intact. Cela n’avait encore jamais été réalisé chez un animal vertébré » précise Laure Bally-Cuif. Les scientifiques ont ainsi découvert que l’intensité de signalisation Notch3 entre les cellules souches voisines est organisée dans l’espace de façon non-aléatoire. Les chercheuses et chercheurs ont également identifié les mécanismes moléculaires sous-jacents à cette organisation, notamment les signaux contrôlant l’intensité de signalisation Notch3 dans chaque CSN.
Ces résultats, publiés récemment, permettent de mieux comprendre l’organisation des cellules souches du cerveau dans le temps et l’espace, et comment l’équilibre de cette population de cellules est maintenu. Une étape importante notamment pour mieux décrypter les mécanismes à l’œuvre dans les contextes où cet équilibre est déréglé, comme lors des tumeurs cérébrales.
Source : Jagged-mediated lateral induction patterns Notch3 signaling within adult neural stem cell populations, Nature communications, 14 mars 2026
Sara Ortica, Miguel Martinez Herrera, Louis Degroux, Bastian Rochette, Nicolas Dray & Laure Bally-Cuif
Institut Pasteur, Université Paris Cité, CNRS UMR3738, Zebrafish Neurogenetics Unit, F-75015 Paris, France
