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SBRI - "Stem cell and Brain Research Institute" - Team Dehay

Thématique

SBRI est un laboratoire pluridisciplinaire où les niveaux d'investigation couvrent un large éventail d'approches, notamment la biologie cellulaire et moléculaire, la neuroanatomie, la neuroimagerie, la neurophysiologie, la psychophysique, le comportement, la psychologie expérimentale, la recherche clinique, la neurocomputation, la modélisation et de la robotique. L'objectif scientifique majeur des travaux de l’Institut Cellule Souche et Cerveau est la neurobiologie du primate et la biotechnologie des cellules souches avec un accent particulier sur le cortex cérébral. Les primates non humains constituent un modèle inégalé pour la recherche sur la fonction normale et pathologique du cerveau. Le SBRI est internationalement connu pour ses contributions majeures dans la caractérisation du cortex des primates, de son développement jusqu’à l'organisation anatomo-fonctionnelle de ses réseaux sous-jacents composant les fonctions cognitives de haut niveau. Outre le modèle primate comme un thème fédérateur, une approche partagée par les différentes équipes est la modélisation mathématique et la simulation.

Projet

Au sein du Labex DEVweCAN, nous avons apporté des contributions significatives sur le déchiffrement du contrôle du cycle cellulaire dans les cellules souches du cortex cérébral en développement. Nous avons montré qu'un mécanisme conservé, la morphologie du fuseau asymétrique, régule la sortie du cycle cellulaire et la division cellulaire asymétrique dans les cellules souches corticales apicales de la zone ventriculaire (VZ) (Delaunay et al., Cell Reports, 2014 ; Delaunay et al., Curr Opin Neurobiol, 2017). Nos travaux ont clarifié le lien entre la migration intercinétique et la progression du cycle cellulaire des cellules souches corticales épithéliales ventriculaires (Fousse et al., J Comp Neurol, 2019). Nous avons découvert des caractéristiques uniques des premières cellules souches du cortex cérébral des primates humains et non humains. Nous avons identifié une zone germinale spécifique aux primates: la zone sous-ventriculaire externe (OSVZ) qui contient une grande diversité de progéniteurs semi-épithéliaux comprenant cinq morphotypes, chacun caractérisé par des signatures prolifératives et d'auto-renouvellement distinctes et a révélé de fréquentes transitions bidirectionnelles entre les cellules souches. types, non observés chez d'autres espèces de mammifères (Betizeau et al., Neuron, 2013; Pfeiffer et al., J Comp Neurol, 2016). Nous avons montré que les signatures de miRNA spécifiques aux primates distinguent de manière unique VZ et OSVZ. Beaucoup de ces miARN ciblent les gènes du cycle cellulaire, ce qui indique que chaque zone germinale a développé son propre schéma de régulation du cycle cellulaire (Arcila et al., Neuron, 2014). Cela suggère l'évolution d'un système complexe de contrôle du cycle cellulaire régulateur qui pourrait avoir contribué à l'émergence de nouveaux types de cellules souches interagissant à travers des lignées complexes (Dehay et al., Neuron, 2015 ; Kennedy et al., Curr Opin Neurobiol, 2020). Nos données montrent que la délamination et la migration des neurones postmitotiques précoces des zones germinales du primate du cortex sont contrôlées de manière spécifique à la zone et se déroulent selon des mécanismes spécifiques aux primates non observés chez les rongeurs (Cortay et al., Front Cell Dev Biol 2020). Nous avons exploité la plasticité des cellules souches neurales de primate afin de mettre en œuvre une procédure de thérapie cellulaire ciblée qui peut atténuer les déficits cognitifs induits par la maladie de Parkinson chez le primate non humain (Wianny et al., Adv Sci, 2022).

Nos projets actuels portent sur les mécanismes impliqués dans la délamination des progéniteurs épithéliaux corticaux de la VZ chez le primate humain et non humain, en utilisant des tranches corticales organotypiques embryonnaires de singe et des organoïdes 3D dérivés de cellules souches pluripotentes contrôles et mutantes. Nous abordons également les mécanismes qui interviennent dans l'effet mitogène des axones thalamiques embryonnaires sur les progéniteurs primates OSVZ.