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Aux origines du cortex

December 17th 2018

L’Académie royale des Sciences a décerné le prix Julien et Nora Fautrez-Firlefijn au Pr Eric Bellefroid. Ce prix récompense les travaux de son équipe sur des facteurs de transcription dans le développement du cortex cérébral.

Le Laboratoire de Génétique du Développement de l’ULB, dirigé par le Pr Eric Bellefroid, étudie les cellules souches neurales. Au cours du développement embryonnaire, ces cellules prolifèrent et se différencient afin de constituer ce qui deviendra un jour le cerveau. « Nous nous intéressons aux mécanismes moléculaires qui contrôlent cette prolifération et cette différenciation », explique le Pr Bellefroid. « Nous étudions notamment le rôle de certains facteurs de transcription. Ce sont des protéines qui, en se liant à des séquences spécifiques d’ADN du génome, activent ou répriment l’expression d’un ensemble de gènes codant pour d’autres protéines. Ces autres protéines maintiennent les cellules en prolifération ou permettent leur différenciation, et leur confèrent ainsi une identité. »

Les facteurs de transcription
Depuis 2013, le Pr Bellefroid et ses collègues étudient chez la souris le rôle des facteurs de transcription Dmrt5/Dmrta2 et Dmrt3 dans le développement du cerveau. Ces facteurs sont exprimés uniquement dans la partie dorsale du télencéphale. Il s’agit de la vésicule la plus antérieure apparaissant dans le tube neural de l’embryon en développement. Elle est à l’origine du cortex cérébral, une des structures majeures de notre cerveau et le siège des fonctions cognitives.
En éliminant génétiquement l’un ou l’autre de ces deux facteurs de transcription, les chercheurs avaient déjà démontré que ceux-ci sont des régulateurs essentiels de la croissance du cortex cérébral. Et en les surexprimant, ils se sont aperçus que leur concentration au sein des cellules progénitrices des neurones corticaux joue aussi un rôle crucial dans la spécification des différentes aires du néocortex (aires motrice, sensorielle ou encore visuelle).

Une nouvelle fonction révélée
Les nouveaux résultats de l’équipe publiés dans la revue scientifique Journal of Neuroscience (1) en dévoilent encore un peu plus sur le rôle complexe de ces facteurs de transcription. Ils démontrent que dans les progéniteurs corticaux, ces facteurs coopèrent entre eux et avec d’autres facteurs de transcription pour bloquer l’expression de gènes fonctionnant comme déterminants des structures neurales ventrales. Et, ainsi, définir ce qui est dorsal et ventral dans le télencéphale. Cette étude révèle donc une nouvelle fonction importante des facteurs de transcription Dmrt3 et Dmrt5 dans une étape très précoce de la construction de notre cerveau.

Un « gène de la douleur »
En parallèle à ces travaux sur les facteurs Dmrt dans le cortex, le Laboratoire de Génétique du Développement étudie un autre facteur de transcription : Prdm12. « Ce gène Prdm12 est exprimé chez l’adulte de manière très sélective dans les nocicepteurs, les neurones du système nerveux périphérique spécialisés dans la perception des stimuli intenses douloureux », explique le Pr Bellefroid. « Nous soupçonnons Prdm12 de jouer un rôle dans la douleur aigüe et/ou chronique. » Si cette hypothèse se confirmait, cela pourrait ouvrir la voie à de nouvelles approches thérapeutiques de la douleur. Début 2019, le Laboratoire entamera des travaux de recherche pour valider Prdm12 en tant que cible thérapeutique dans le traitement de la douleur (2).


Notes :
(1) Desmaris E., « DMRT5, DMRT3, and EMX2 Cooperatively Repress Gsx2 at the Pallium-Subpallium Boundary to Maintain Cortical Identity in Dorsal Telencephalic Progenitors » in J. Neurosci. 2018 Oct 17;38:9105-9121.
(2) Ce projet, intitulé PANOPP, qui sera réalisé à l’ULB et l’UMons, est cofinancé par la Région Wallonne et un partenaire industriel.