On a longtemps pensé que le cerveau adulte répondait aux lésions par une cicatrice : les cellules réactives s’accumulent au bord du tissu endommagé, l’isolent, et le territoire perdu n’est jamais reconquis. Une équipe de l’université de Zurich a désormais observé une autre issue chez des souris vivantes. Lorsqu’une petite zone du cortex cérébral perd ses cellules de soutien, les voisins survivants se divisent et poussent leurs noyaux filles le long de fines extensions cellulaires jusque dans la zone appauvrie, la comblant en quelques semaines sans former la moindre cicatrice. Ces travaux, publiés le 23 juillet dans Nature Neuroscience, décrivent un mécanisme de réparation jamais observé auparavant dans le cerveau adulte.
Les cellules qui assurent la réparation sont les astrocytes, les cellules de soutien en forme d’étoile qui composent le réseau glial du cerveau, régulant le flux sanguin, éliminant les déchets et entretenant l’environnement des neurones. Pour observer leur réponse à une lésion, les chercheurs ont utilisé un modèle de maladie auto-immune humaine. Ils ont injecté, dans le cortex somatosensoriel de souris adultes, des anticorps du même type que ceux qui provoquent le trouble du spectre de la neuromyélite optique, lesquels attaquent une protéine canal à eau appelée AQP4 à la surface des astrocytes, accompagnés de complément humain. Le traitement a détruit sélectivement un petit groupe d’astrocytes. Ensuite, grâce à la microscopie à deux photons, à travers une fenêtre crânienne chronique, ils ont filmé la suite des événements pendant des semaines.
Ce qu’ils ont vu renverse plusieurs hypothèses à la fois. Les astrocytes proches de la lésion ne se sont pas contentés de gonfler et de former une bordure. Environ 60 % d’entre eux se sont divisés dans un délai de 60 jours, contre environ 1 % dans les régions témoins, et un astrocyte isolé a pu produire jusqu’à quatre cellules filles. La division ne s’est pas limitée à l’étroite bande longeant les vaisseaux sanguins, où l’on pensait auparavant que se trouvaient les cellules gliales en division. Et surtout, les cellules filles ne sont pas restées sur place. Dans un état que les auteurs appellent nucléocinèse, les noyaux filles ont été poussés à travers le cytoplasme partagé des prolongements de la cellule mère, se déplaçant de façon saltatoire et par à-coups, à des vitesses de pointe de 5,6 micromètres par heure, marquant parfois des pauses pouvant durer jusqu’à neuf heures et parcourant de 10,5 à 113,5 micromètres à partir de la cellule mère. Plus de 60 % des noyaux filles se sont déplacés de plus de 30 micromètres. Pendant le déplacement, les noyaux s’étiraient en ellipsoïdes, puis retrouvaient leur forme arrondie une fois arrêtés.
La preuve que les cellules partagent réellement leur cytoplasme provient de la microscopie corrélative optique et électronique : les noyaux mère et filles se trouvent dans un cytoplasme commun, ce qui écarte la possibilité que les cellules filles aient migré en entier. Les cellules filles étaient également indépendantes sur le plan fonctionnel : lorsque les chercheurs ont détruit la cellule mère au laser, 6 cellules filles sur 7, soit 85,7 %, ont survécu par elles-mêmes. En l’espace d’environ deux semaines, la lésion a été entièrement repeuplée, avec une densité normale d’astrocytes, et le réseau de jonctions communicantes a été rétabli. Les auteurs décrivent ce résultat comme la restauration du pavage astrocytaire, la mosaïque sans faille dans laquelle chaque astrocyte occupe son propre territoire. Les données de l’article sur des tissus humains, provenant de sept patients atteints d’une maladie positive aux anticorps anti-AQP4, ont révélé des astrocytes multimucléés, allongés et en division à proximité des lésions, bien que la translocation nucléaire elle-même n’ait pas été directement observée chez l’humain.
La portée de la découverte est plus étroite que ne le suggère l’expression « le cerveau se répare lui-même », et les auteurs sont explicites à ce sujet. Ce qui se régénère, c’est le réseau d’astrocytes, et non les neurones ; l’étude ne fait état d’aucun nouveau neurone, où que ce soit. Le mécanisme ne fonctionne pas non plus pour tous les types de dommages. Lorsque l’équipe a testé une lésion de type accident vasculaire cérébral produisant une cicatrice gliale classique, le repeuplement a échoué : seuls 17,6 % des astrocytes bordant la lésion en prolifération ont réalisé une nucléocinèse, tous sur de courtes distances, et le cœur de la lésion n’a pas été comblé. La voie de réparation semble exiger une lésion nettement délimitée et dépourvue de bordure cicatricielle, une situation propre à l’astrocytopathie auto-immune précoce, mais pas à l’AVC. L’étude ne contient par ailleurs aucune mesure comportementale ni électrophysiologique, si bien qu’il reste à vérifier si le réseau comblé restaure la fonction ; les auteurs indiquent que la signification fonctionnelle des mouvements nucléaires reste à déterminer.
Ce qui rend cette observation importante, c’est qu’elle réécrit les règles de ce dont la glie mature est capable. La nucléocinèse, c’est-à-dire le déplacement d’un noyau à travers le cytoplasme de la cellule elle-même, n’était auparavant connue que dans des contextes développementaux, où migrent les jeunes neurones et les précurseurs gliaux. Le fait que les cellules de soutien les plus abondantes du cortex adulte puissent la déployer à des fins de réparation suggère que le cerveau adulte conserve une capacité régénérative que les modèles de lésion fondés sur la cicatrisation avaient masquée. Pour le trouble du spectre de la neuromyélite optique, dont la perte d’astrocytes est la pathologie caractéristique, la découverte soulève la possibilité que le propre réseau de soutien du cerveau puisse être aidé à terminer le travail qu’il semble amorcer. Les prochaines questions de l’équipe de Zurich portent sur ce que font réellement les noyaux voyageurs une fois arrivés, et sur les raisons pour lesquelles une bordure cicatricielle les arrête.
Traduit par Lydie
Sources :
- Herwerth, M., Wyss, M.T. et al. Focal astrocyte loss reveals nuclear translocation during lesion repopulation. Nature Neuroscience, 23 juillet 2026. DOI : 10.1038/s41593-026-02354-5.
- Communiqué de presse de l’université de Zurich, Brain Possesses Greater Self-Repair Capacity than Previously Assumed, 10 août 2026.
- ScienceDaily, The Adult Brain Can Repair Itself Better Than Scientists Thought, 12 août 2026. https://www.sciencedaily.com/releases/2026/08/260812015158.htm