ARCHIVÉ - Le point sur la recherche -- Communiquer avec des cellules cérébrales sur puce

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Le 04 octobre 2004— Ottawa (Ontario)

Réduite à sa plus simple expression, la biologie étudie les communications entre les cellules. Ces communications permettent aux êtres vivants de s’acquitter des nombreuses fonctions nécessaires au maintien de la vie et de les gérer. La maladie découle souvent d’une défectuosité de ces voies de communications qui empêche l’envoi d’un message essentiel ou fait en sorte que ce message soit mal interprété.

 

Vues de cellules cérébrales sur une puce - détails progressifs

Les canaux ioniques jouent un rôle primordial dans bon nombre de ces transmissions; ils servent aussi à maintenir l’homéostasie ionique ainsi qu’à produire et à propager les signaux électriques ou « potentiels d’action ». En un sens, les canaux ioniques sont des composantes indispensables du système de câblage et de télécommunications de notre organisme.

Diverses maladies ont été associées à une défaillance des canaux ioniques, qui constituent donc la cible idéale pour de nouvelles thérapies. Des publications récentes sur les tendances en biotechnologie indiquent que les canaux ioniques forment un réservoir important et largement inexploré sur le plan thérapeutique.

Les chercheurs de l’Institut des sciences biologiques (ISB-CNRC) et de l’Institut des sciences des microstructures du CNRC (ISM-CNRC) ont uni leurs efforts pour créer des outils qui nous aideront à mieux comprendre le fonctionnement des canaux ioniques dans les réseaux de cellules neuronales. Ces efforts donneront lieu à des recherches avant-gardistes dans ce domaine et, au bout du compte, à une plus grande compréhension des mécanismes à l’origine de la dégénérescence du système nerveux. En retour, ces connaissances déboucheront sur une meilleure pharmacopée pour combattre les maladies neurodégénératives telle la maladie d'Alzheimer.

L’équipe de l’ISB-CNRC a recours à une technologie mise au point par les chercheurs de l’ISM-CNRC lui permettant de cultiver des neurones (des cellules cérébrales) sur une puce de silicium et de polymère dotée de caractéristiques microscopiques et nanométriques. Grâce à cette technique, les cellules se développent d’une manière ordonnée, en suivant un modèle précis, résultat irréalisable avec les techniques usuelles de culture cellulaire qui n’autorisent qu’une croissance anarchique des neurones.

Avec le réseau artificiel obtenu, on espère « emboîter » divers neurones posés sur des sondes miniatures issues de techniques de microfabrication ordinaires, un peu à la manière des blocs « Lego ». Les scientifiques pourront donc établir des connexions spécifiques et étudier les liens entre les neurones de différentes sortes. Ce faisant, ils élucideront la façon dont les neurones communiquent entre eux et avec les autres cellules du cerveau.

L’équipe tente aussi de développer une nouvelle interface électromécanique avec les réseaux neuronaux, technologie qui aurait été impensable avant la culture de cellules cérébrales sur une puce de silicium. Bientôt, les puces supportant un réseau neuronal synthétique pourraient aider ceux qui les utilisent à effectuer plus rapidement des tests biologiques complexes, ce qui accélérera la découverte de médicaments, un peu comme le séquençage automatisé de l’ADN a contribué à la révolution génomique il y a une dizaine d’années.

 


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