Des chercheurs mettent en lumière la complexité de l’hypothalamus humain

À quelle fréquence pensez-vous à votre hypothalamus ? Il y a de fortes chances que vous ne le fassiez jamais. Comparé au reste de notre cerveau, il est minuscule, de la taille d’une amande. Pourtant, c’est le contrôle principal de notre corps, régulant une myriade de fonctions, notamment la température corporelle, le rythme circadien, le sommeil, la tension artérielle et le volume sanguin, les réponses au stress, la faim et la satiété, l’éveil et la lactation. Jusqu’à récemment, notre compréhension de l’hypothalamus à résolution cellulaire provenait d’études animales.

Aujourd’hui, la complexité cellulaire de l’hypothalamus humain a été documentée par les chercheurs de Columbia, les Drs. Hannah Glover et Claudia A. Doege en collaboration avec les Drs. Brian Herb et Seth Ament de la faculté de médecine de l’Université du Maryland.

Leur article, intitulé « La génomique unicellulaire révèle des trajectoires de développement spécifiques à une région sous-tendant la diversité neuronale dans l’hypothalamus humain » et publié dans Avancées scientifiquesfournit le premier recensement unicellulaire complet de l’hypothalamus tout au long du développement jusqu’à l’âge adulte.

L’étude a été menée dans le cadre de l’initiative Brain Research Through Advancing Innovative Neurotechnologies (BRAIN), un effort visant à comprendre le cerveau humain avec des détails sans précédent. L’analyse par l’équipe des profils d’expression génique de 241 096 cellules hypothalamiques a conduit à l’identification de jusqu’à 369 sous-types neuronaux distincts sur le plan transcriptionnel représentant 10 sous-régions hypothalamiques. Leur analyse informatique a permis d’attribuer des neurones immatures du cerveau en développement à leurs populations de cellules adultes matures respectives.

Cette publication a également comparé les populations de cellules hypothalamiques humaines à celles rapportées dans l’hypothalamus de souris et a confirmé une conservation substantielle des types de cellules chez les deux espèces, bien que ces populations cellulaires apparentées aient des réseaux de régulation génétique distincts. Les enquêteurs ont en outre évalué comment l’hypothalamus humain en développement se compare à d’autres régions du cerveau en développement et ont noté des facteurs distincts et partagés de maturation neuronale dans le cerveau antérieur humain.

Comprendre l’hypothalamus humain à une résolution cellulaire ouvre la capacité de recherche sur les mécanismes cellulaires à l’origine de la maladie. Drs. Glover et Doege utilisent cet atlas pour étudier les cibles cellulaires affectées par l’obésité. Cette recherche nécessite de savoir lesquelles des centaines de cellules hypothalamiques peuvent être affectées et peut permettre la génération de traitements thérapeutiques pour restaurer la fonction du type de cellule affecté. Au-delà de sa pertinence pour la recherche sur l’obésité, cet atlas servira à la communauté scientifique au sens large pour comprendre les bases cellulaires et moléculaires des maladies affectant d’autres fonctions hypothalamiques.

Cet article rejoint les travaux de 24 autres articles de la BRAIN Initiative publiés dans de nombreuses revues, dont l’objectif est de comprendre le cerveau humain de manière extrêmement détaillée.