Les cellules souches neurales (CSN) sont des cellules multipotentes et auto-renouvelables capables de générer les trois principaux types de cellules du système nerveux central (SNC) : les neurones, les astrocytes et les oligodendrocytes. Elles jouent un rôle fondamental au cours du développement embryonnaire en produisant les diverses populations neuronales qui forment le cerveau et la moelle épinière. Dans le cerveau des mammifères adultes, les CSN persistent dans des niches spécialisées telles que la zone subventriculaire (SVZ) des ventricules latéraux et la zone subgranulaire (SGZ) du gyrus denté de l'hippocampe, où elles contribuent à la neurogenèse et à la plasticité neuronale tout au long de la vie. L'équilibre entre la quiescence, la prolifération et la différenciation des CSN est étroitement régulé par des programmes génétiques et épigénétiques intrinsèques ainsi que par des signaux extrinsèques provenant du microenvironnement ou de la niche.
Origine du développement et différenciation
Au cours de l'embryogenèse, les NSC proviennent du neuroectoderme et se développent d'abord par divisions symétriques afin d'augmenter le pool de cellules souches. Elles passent ensuite à des divisions asymétriques, produisant des progéniteurs limités à certains lignages qui se différencient séquentiellement en neurones, astrocytes et oligodendrocytes d'une manière définie dans le temps. Les cellules gliales radiales, une forme spécialisée de CSN située dans la zone ventriculaire, servent de progéniteurs primaires générant les divers types de cellules neurales dans le SNC en développement. Dans le cerveau adulte, les CSN conservent une capacité plus limitée mais significative de générer de nouveaux neurones et de nouvelles cellules gliales, favorisant ainsi la plasticité et la réparation du cerveau. Les modifications épigénétiques telles que la méthylation et la déméthylation de l'ADN régulent de manière critique les décisions relatives au destin des CSN au cours du développement et à l'âge adulte.
Niches et fonctions des cellules souches neurales adultes
Dans le cerveau adulte, les CSN résident dans des niches spécialisées composées de vaisseaux sanguins, d'astrocytes, de microglies, de cellules épendymaires et de composants de la matrice extracellulaire qui fournissent un soutien structurel et des signaux moléculaires pour maintenir la quiescence des CSN ou activer la prolifération. Lors de l'activation, les CSN quiescentes (cellules de type B) donnent naissance à des progéniteurs amplificateurs transitoires (cellules de type C), qui se différencient ensuite en neuroblastes (cellules de type A). Ces neuroblastes migrent vers des régions cibles telles que le bulbe olfactif et l'hippocampe, où ils se transforment en neurones fonctionnels. Des facteurs de croissance tels que le facteur de croissance épidermique (EGF) et le facteur de croissance des fibroblastes (FGF) favorisent la prolifération des CSN in vitro, et des voies de signalisation similaires régulent le comportement des CSN in vivo. La dérégulation des CSN a été impliquée dans les troubles du développement neurologique, la neurodégénérescence et les tumeurs cérébrales, soulignant leur importance à la fois dans la santé et dans la maladie.
