Des cerveaux transparents révèlent des détails microscopiques cachés

Pour étudier les structures microscopiques du cerveau, les chercheurs ont généralement dû disséquer l'organe en tranches incroyablement fines qui peuvent ensuite être visualisées au microscope. Sans cela, toute structure de plus de quelques millimètres de profondeur serait impossible à voir. Mais en plus d'être un processus fastidieux, le fait de découper le cerveau en fines tranches peut perturber la structure et rendre difficile le suivi des longs chemins des axones d'une tranche à l'autre.

Aujourd'hui, des chercheurs de l'Université de Stanford ont mis au point un processus chimique pour éliminer les graisses d'un cerveau (mort), ne laissant que des tissus transparents qui conservent leur structure tridimensionnelle. Le procédé, baptisé CLARITY, a été développé dans le laboratoire de Karl Deisseroth , psychiatre et neuroscientifique bien connu comme l'un des co-inventeurs de l'optogénétique (voir Light Switches for Neurones ). Deisseorth et ses collègues décrire la nouvelle méthode aujourd'hui dans le journal La nature .

Le traitement chimique CLARITY transforme le tissu cérébral en un hydrogel-hybride qui comprend les protéines, les acides nucléiques et les petites molécules de l'organe mais exclut les graisses, qui bloquent à la fois la lumière et les colorants chimiques. Une fois que la structure d'hydrogel est formée, les graisses peuvent être dissoutes dans un champ électrique.

Le processus laisse aux chercheurs un cerveau transparent qui peut être étudié directement. Les auteurs de l'étude démontrent l'exploit avec le cerveau d'une souris qui avait été génétiquement modifiée pour transporter une protéine fluorescente dans ses neurones :

Les cerveaux traités avec CLARITY peuvent également être colorés avec des colorants qui se lient aux protéines des neurones, offrant aux chercheurs un autre moyen d'examiner le tissu :

Et, peut-être le plus impressionnant, les cerveaux traités par CLARITY peuvent être rincés de tous les colorants et examinés encore et encore.

La technique pourrait aider les chercheurs qui tentent de cartographier l'architecture complexe des cellules du cerveau et d'améliorer leur compréhension des problèmes de câblage associés à certaines maladies du cerveau (voir Connectomique). Nouvelles de la nature rapporte que le groupe de Deisseroth travaille déjà à rendre tout un cerveau humain transparent (ils ont signalé avoir utilisé la technologie pour examiner de petites sections d'un cerveau humain dans le document).

CLARITY a le potentiel de démasquer les détails fins du cerveau des personnes atteintes de troubles cérébraux sans perdre la perspective du circuit à plus grande échelle, a déclaré le directeur des National Institutes of Health, Francis Collins, dans un communiqué publié.

Si vous souhaitez faire une visite fascinante du cerveau d'une souris et en savoir plus sur le processus CLARITY, regardez la vidéo ci-dessous, produite par La nature :

Crédits image : Kwanghun Chung et Karl Deisseroth, Howard Hughes Medical Institute/Université de Stanford

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