Melbourne, Australie. Un laboratoire de pointe où 800.000 XNUMX neurones humains se développent sur une puce de silicium et jouent au Pong. Du moins, c'était le cas autrefois, selon des chercheurs de Laboratoires corticaux viennent de montrer que ces neurones artificiels peuvent faire bien plus que simplement jouer. Par exemple, ils réagissent aux médicaments antiépileptiques en modifiant leur comportement et en améliorant leurs performances. carbamazépine, en particulier, a transformé ces cellules cérébrales éprouvettes en véritables « apprentis » neurologiques. C'est la première fois dans l'histoire que des neurones cultivés réagissent à une thérapie médicamenteuse.
Comment Cortical Labs a révolutionné la recherche neurologique
L'équipe australienne dirigée par Brett Kagan, directeur scientifique de la société, a publié dans le magazine Biologie des communications Les résultats d'une expérience qui redéfinit les frontières entre biologie et technologie. Les chercheurs ont utilisé des neurones dérivés de cellules souches pluripotentes humaines, les cultivant pendant 21 jours jusqu'à leur différenciation en cellules représentatives de celles trouvées dans l'épilepsie.
Ces neurones ont ensuite été soumis à un modèle d’hyperactivation glutamatergique, simulant les conditions qui se produisent lors des crises d’épilepsie. Le glutamate est un neurotransmetteur excitateur qui, lorsqu'il est déséquilibré, peut provoquer l'hyperexcitation neuronale typique de l'épilepsie.
L'efficacité de la carbamazépine sur les neurones artificiels
Le tournant est survenu lorsque les chercheurs ont testé trois médicaments antiépileptiques différents : la phénytoïne, le pérampanel et carbamazépineSeul ce dernier, administré à une dose de 200 µM, a produit des résultats extraordinaires. Il a non seulement réduit l'hyperactivation neuronale (comme le faisaient les trois médicaments), mais a également amélioré significativement la capacité des neurones à jouer au Pong.
La carbamazépine est un médicament antiépileptique utilisé depuis 1965, particulièrement efficace contre les crises partielles. Il agit principalement sur les canaux sodiques, réduisant l'activation répétitive à haute fréquence des potentiels d'action. Mais observer ce mécanisme à l'œuvre sur des neurones cultivés en laboratoire représente une avancée sans précédent.
La plateforme CL1 de Cortical Labs transforme les tests de dépistage de drogues
La technologie derrière cette avancée est la plateforme CL1, qui héberge le système PlatCerveau. Comme je l'ai souligné dans cet articleIl s'agit d'un bio-ordinateur combinant des neurones humains vivants avec du matériel traditionnel. Les neurones se développent sur un substrat de silicium équipé d'électrodes permettant une communication bidirectionnelle entre les tissus biologiques et le processeur.
Ce système nous permet d’observer en temps réel comment les médicaments affectent le comportement neuronal, éliminant ainsi le besoin d’utiliser des modèles animaux. Brad Watmuff, responsable de la biologie chez Cortical Labs, souligne comment cette approche ouvre la voie à « des mesures plus significatives du succès thérapeutique ».
L'avenir de la médecine personnalisée
L'importance de cette découverte va au-delà d'une simple expérience. La possibilité de tester des médicaments sur des réseaux neuronaux humains réels, mais développés artificiellement, pourrait accélérer considérablement le développement de nouvelles thérapies. Chaque système CL1 peut être personnalisé pour représenter différentes maladies neurologiques, de la démence à l'épilepsie pharmacorésistante.
La recherche a également impliqué des scientifiques de l'Université de Cambridge et la startup britannique bit.bio, démontrant comment la collaboration internationale repousse les limites des neurosciences appliquées.
Le système SBI (Intelligence Biologique Synthétique) de Cortical Labs est encore plus simple que le cerveau humain, mais il constitue une étape fondamentale vers des thérapies plus efficaces et personnalisées. Il conclut : Kagan:
« Ce n'est qu'un début. La capacité d'observer en temps réel la réaction des neurones vivants à la stimulation et aux traitements médicamenteux ouvre des perspectives entièrement nouvelles pour développer, tester et personnaliser les thérapies. »
La frontière entre le naturel et l’artificiel continue de s’estomper, ouvrant des possibilités qui, jusqu’à hier, n’étaient que dans notre imagination.
