Chez le nouveau-né

Plusieurs études menées chez le nouveau-né ont montré que les neurones corticaux embryonnaires greffés dans le cortex frontal de rats nouveau-nés peuvent recevoir des afférences corticales et sous-corticales du receveur (Castro et al., 1988) et surtout émettre des projections spécifiques vers la majorité des cibles du cortex frontal (Chang et al., 1984; Plumet et al., 1991 ; Frappé et al., 1999; Pinaudeau et al., 2000).

La visualisation des connexions entre l’hôte et le transplant a pu être réalisée grâce à l’injection intra cérébrale de traceurs rétrogrades ou antérogrades. En 1985, Castro et ses collaborateurs réalisent des prélèvements de fragments de tissu cortical sur des embryons âgés de 15 à 17 jours, qu’ils greffent chez 15 rats nouveau-nés (à P0-P1,

soit le jour ou le lendemain de la naissance) dont le cortex moteur a été préalablement lésé par aspiration pour environ la moitié des cas. Deux à six mois plus tard, ils réalisent des injections de 2 traceurs fluorescents rétrogrades différents. Le premier traceur, Fast Blue (FB), est injecté dans le cortex controlatéral au transplant, et le deuxième traceur, Diamidino Yellow (DY) est injecté dans le thalamus ipsilatéral au site de transplantation. Castro observa des projections cortico-corticales callosales, émises par le transplant sur la totalité des cas où la transplantation a été précédée d’une lésion. En comparaison, les neurones de projections callosales ont été retrouvés dans 3 cas sur 8 ayant reçus une transplantation sans lésion. De plus, le nombre de fibres émanant des transplants était moins important dans les cas de transplantation sans lésion. De ce fait, il semblerait que certaines conditions puissent influencer le développement du transplant ainsi que les projections développées par les neurones transplantées. Enfin, des projections dirigées vers le thalamus ont également été mises en évidence, sans différence quantitative entre les animaux avec ou sans lésion.

Plusieurs études montrent l’existence de projections entre les neurones transplantés et le thalamus (Castro et al., 1985; Plumet et al., 1991), le striatum (Chang et al., 1984; Plumet et al., 1991) ou la moelle épinière (Floeter et Jones, 1984). Sørensen et ses collaborateurs (1992) confirment que la plupart des projections établies par les neurones transplantés respectent une topographie corticale et sont dirigées vers les cibles appropriées de l’hôte. Il précise cependant que la densité des projections du transplant est plus faible que les projections du cortex intact. De la même façon, un certain nombre d’études a mis en évidence des projections, également thalamiques et corticales, émises par l’hôte vers le transplant (Chang et al., 1986; Frappé et al., 1999).

Ainsi, il est clairement établi que les neurones embryonnaires transplantés en position homotopique dans le cortex de receveurs nouveau-nés développent des connexions réciproques avec l’hôte en respectant l’organisation topographique retrouvée dans le cortex intact. Certains travaux ont étudié les projections efférentes et afférentes développées par des neurones embryonnaires corticaux greffés de façon hétérotopiques dans le cortex de receveurs nouveau-nés.

En 1985, Stanfield et O’Leary ont utilisé la stratégie de transplantation hétérotopique pour montrer que les efférences développées par les neurones transplantés dépendent du site cortical dans lequel les neurones sont greffés. Un an plus tard, Chang prélève des fragments de neurones corticaux embryonnaires du cortex occipital ou frontal des embryons à E15 qu’il transplante dans le cortex occipito-pariétal de rats nouveau-nés (Chang et al., 1986). Il observe que les transplants, homotopiques ou hétérotopiques, reçoivent des projections des noyaux thalamiques qui innervent normalement le cortex occipito-pariétal. De plus, il constate que les cellules présentes au sein du greffon présentent une organisation laminaire. Ainsi, ces travaux révèlent que les afférences reçues par le transplant dépendent de l’environnement dans lequel les cellules greffées se développent ; néanmoins, l’organisation laminaire du greffon semble être une propriété intrinsèque des cellules transplantées. Par la suite, les résultats de Chang ont été contredits. Cependant, certaines études ont souligné l’influence importante des facteurs intrinsèques et extrinsèques sur la distribution topographique corticale. Les travaux réalisés par Ebrahimi-Gaillard (Ebrahimi-Gaillard et al., 1994; Gaillard et al., 1998) ont montré que des neurones embryonnaires, d’origine occipitale, transplantés en position homotopique ou hétérotopique dans le cortex frontal de rats nouveau-nés, développent des projections efférentes et afférentes (Frappé et al., 1999) en direction de cibles corticales et sous-corticales du cortex occipital, c’est-à-dire, les cibles correspondant à leur région d’origine. Ces résultats suggèrent que les neurones embryonnaires greffés conservent les propriétés de développement de leur site d’origine, de ce fait, l’origine des neurones embryonnaires semble être un facteur primordial à la mise en place des connexions neuronales en développement. En effet, le stade de développement du tissu embryonnaire avant la greffe semble être un élément décisif à la différenciation de ce tissu après la transplantation. Dans les cas où le tissu embryonnaire est prélevé aux stades avancés du développement cortical, les précurseurs neuronaux sont engagés irréversiblement dans la voie de différenciation de leur position initiale. Par contre, dans les cas où le tissu embryonnaire est prélevé avant la dernière division mitotique et transplanté de manière hétérotopique, les progéniteurs présents dans le tissu transplanté sont capables d’être influencés par leur nouvel environnement et d’acquérir un phénotype correspondant à celui-ci (Pinaudeau et al., 2000; Gaillard et al., 2003).

Ensemble, ces résultats montrent que, d’un point de vue anatomique, les cellules embryonnaires corticales transplantées dans le cortex d’un receveur nouveau-né peuvent s’intégrer, survivre et remplacer les voies lésées. Des investigations ont été menées pour étudier la capacité fonctionnelle des transplants à atténuer les déficits induits par les lésions. Les travaux de Plumet, en 1990 et 1991, montrent que la transplantation du tissu embryonnaire cortical (E16) immédiatement après la lésion induit une réduction de la déficience motrice chez le receveur (Plumet et al., 1990; 1991). Dans ces études, Plumet et ses collaborateurs utilisent 3 groupes de rats : des rats contrôles, des rats lésés et des rats transplantés immédiatement après la lésion. Le groupe greffé présentait un pourcentage plus faible de déficit moteur en comparaison au groupe lésé. Sandor a également effectué une transplantation de neurones corticaux fœtaux (E17-E18) dans la cavité lésionnelle unilatérale dans le cortex moteur de rat nouveau-né (Sandor et al., 1991). A l’âge adulte, la motricité du membre antérieur controlatéral au site de lésion est évaluée par un test comportemental. L’ablation du transplant a abouti à une détérioration des performances motrices qui ressemble à celle induite après une lésion corticale. Ces effets observés suggèrent que ces transplants fonctionnent de façon analogue à ceux du cortex normal. Ensemble, les résultats des tests comportementaux montrent que la transplantation semble favoriser la récupération des capacités motrices chez le nouveau- né.

Après la transplantation homotopique de tissu cortical frontal embryonnaire (E14- E16) chez le rat nouveau-né, Neafsey et ses collaborateurs réalisent, par électrophysiologie, l’enregistrement de l’activité unitaire des transplants. Les cellules dans le transplant et le cortex normal ont répondu à la stimulation du noyau thalamique ventrale et la stimulation sensorielle périphérique. Ces données montrent que des connexions fonctionnelles de l’hôte se sont établies vers le transplant fœtal (Neafsey et al., 1989). Enfin, l’intégration fonctionnelle du transplant peut être évaluée par des mesures de métabolisme. La technique du 2-désoxyglucose a été utilisée pour étudier l’activité métabolique du transplant embryonnaire greffé dans le cortex préalablement lésé de rats nouveau-né (Ebrahimi-Gaillard et al., 1995).

Ensemble, ces résultats suggèrent que les neurones embryonnaires corticaux peuvent remplacer les voies lésées chez le nouveau-né.