Des organoïdes reproduisent la régionalisation du néocortex

Le néocortex humain présente une « aréalisation », c’est-à-dire une organisation en régions dotées de caractéristiques distinctes. Ce processus participe aux fonctions cognitives supérieures et pourrait être perturbé dans certains troubles neurodéveloppementaux. Jusqu’ici, les organoïdes néocorticaux, des modèles tridimensionnels de tissu cultivés en laboratoire, reproduisaient difficilement une organisation régionale durable .

Les chercheurs ont exposé brièvement les organoïdes, à un stade précoce, à des signaux antérieurs ou postérieurs . Ces morphogènes, des molécules qui orientent le développement des tissus, ont créé des centres de signalisation distincts le long de l’axe antéropostérieur. La polarisation obtenue persistait après cette intervention initiale.

Les analyses du transcriptome, qui renseignent sur les gènes exprimés, ont été menées à l’échelle spatiale et cellule par cellule. Elles ont mis en évidence des signatures moléculaires propres à différentes aires, proches du cortex humain prénatal . Ces résultats soutiennent la capacité du modèle à représenter certaines différences régionales du néocortex en développement.

Pour tester l’intérêt expérimental de cette méthode, l’équipe a produit des organoïdes modélisant le syndrome de l’X fragile. Elle y a observé des gradients d’expression génétique perturbés le long de l’axe antéropostérieur, en accord avec des altérations rapportées dans le trouble du spectre de l’autisme. L’étude suggère ainsi que la prise en compte de l’identité régionale pourrait aider à explorer certains mécanismes neurodéveloppementaux, sans établir leur rôle causal chez l’être humain.