"L'ingrédient secret de notre révélateur est le sorbitol, un substitut du sucre contenu dans les chewing-gums ou dans plusieurs produits diététiques. Mélangés dans une certaine proportion, le sorbitol et l'urée sont en mesure de rendre le cerveau de souris complètement transparent sans endommager son tissu nerveux, même si l'animal est assez vieux", explique Atsushi Miyawaki, chercheur de l'Institut du cerveau RIKEN au Japon.
Depuis déjà cinq ans, M. Miyawaki et ses collègues mettent au point des méthodes chimiques et différents mélanges permettant de "décolorer" et de rendre transparent tout type de tissu organique, y compris ceux du cerveau, afin d'en examiner l'anatomie et la physiologie en mode 3D.
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— Xpat (@shiremoorpotter) 15 Septembre 2015
En 2011, utilisant un composé à base d'urée connu sous le nom de "Scale", les chercheurs étaient déjà parvenus à rendre un cerveau de souris complément transparent sans l'avoir endommagé du point de vue chimique et anatomique. En plus d'enlever les graisses et les autres molécules colorées, ce mélange a toutefois quelques défauts: après le traitement, le cerveau se désagrège très rapidement, "se gonfle" et perd sa forme.
Pendant les trois années suivantes, les scientifiques ont travaillé sur la deuxième version du révélateur, qui serait compatible avec les "marqueurs" immunitaires dont les neurophysiologies se servent afin d'étudier les neurones et les processus chimiques indispensables à leur fonctionnement.
potential insights #Alzheimer — creating transparent tissue to illuminate 3D #brain anatomy http://t.co/GS5kZEhPco pic.twitter.com/pvdQWq7Oln
— John Simboli (@WsgJohn) 15 Septembre 2015
Après avoir testé des dizaines de variantes, les spécialistes de RIKEN ont trouvé une solution étonnamment simple pour résoudre le problème: il s'est avéré que l'ingrédient secret dont manquait la formule de Scale était le sorbitol.
Cette substance joue plusieurs rôles indispensables: elle rend plus rigides les tissus cérébraux afin de les empêcher de se gonfler lors du "développement", permet de conserver la forme 3D de l'organe et prépare le terrain afin que les "marqueurs" protéiques et les colorants biologiques pénètrent facilement dans les cellules du cerveau. Grâce au sorbitol, le cerveau est capable de se conserver à l'état transparent pendant plus d'un an. Il est également possible de le découper en minces lamelles sans endommager les parties avoisinantes de l'organe, contrairement à l'utilisation de la première version de Scale.
Aussi efficace qu'elle paraisse, la méthode a cependant quelques défauts. Il est exclu de l'appliquer sur le cerveau d'un animal vivant. Par ailleurs, l'échantillon se gonfle puis se ratatine après un certain temps en raison de la différence dans le délai d'action de l'urée et du sorbitol.
Transparent brains may reveal more of the dynamics of Alzheimer's in the brain. http://t.co/QrLFf4gGZY pic.twitter.com/pyjmassaYU
— Nautilus (@NautilusMag) 14 Septembre 2015
A titre de démonstration, les scientifiques ont utilisé le Scale modifié afin d'étudier des concrétions de protéine dans les cellules du cerveau de plusieurs souris et d'un homme décédé de la maladie d'Alzheimer.
Les chercheurs espèrent que les recherches aideront à élucider la manière dont les fragments de l'APP (précurseur de la protéine amyloïde) s'accumulent dans l'organisme humain atteint de cette maladie.
La maladie d'Alzheimer est une maladie dégénérative qui engendre un déclin progressif des facultés cognitives et de la mémoire. Peu à peu, une destruction des cellules nerveuses se produit dans les régions du cerveau liées à la mémoire et au langage. Avec le temps, la personne atteinte a de plus en plus de difficulté à mémoriser les événements, à reconnaître les objets et les visages, à se rappeler la signification des mots et à exercer son jugement.
