Aux Etats-Unis, une équipe de chercheurs a réussi à transplanter des organoïdes cérébraux humains dans le cerveau de souris génétiquement modifiées. Selon les responsables, ces travaux ouvrent la voie vers d’énormes progrès en termes de modélisation des maladies psychiatriques et neurodéveloppementales. Que faut-il savoir à propos de cette avancée majeure ? Quelles en sont les limites ?

Des modèles vivants dits « xénocorticaux »

Depuis longtemps, de nombreux scientifiques tentent de comprendre comment un cerveau sain se développe mais aussi, de découvrir pourquoi des anomalies provoquent des maladies psychiatriques ou neurologiques. Afin de percer les mystères de notre cerveau, les chercheurs ont recours à plusieurs approches complémentaires telles que l’imagerie cérébrale, les modèles d’animaux in vivo, les cultures cellulaires classiques en 2D ou encore, l’analyse post-mortem. Depuis 2013, il est également question d’organoïdes in vitro, cultivés en boîte de Petri.

Comme en témoigne une nouvelle étude publiée dans la revue Nature le 16 septembre 2026, une percée importante vient de voir le jour : les modèles vivants dits « xénocorticaux ». Des chercheurs de l’Université de Stanford (Etats-Unis) ont utilisé des souris modifiées génétiquement, afin de les faire naître presque sans cortex cérébral, ni hippocampe. Quelques jours après leur naissance, les souriceaux ont reçu des injections d’organoïdes corticaux humains – environ 4 millions de cellules au total – cultivés à partir de cellules de peau humaine reprogrammées.

« Les neurones corticaux humains s’intègrent au système nerveux de la souris, et l’imagerie calcique et les analyses électrophysiologiques réalisées in vivo sur des greffes corticales ont révélé des schémas d’activité organisée ressemblant à des circuits en développement. », peut-on lire dans l’étude.

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Des perspectives plus que prometteuses

Dans les faits, les organoïdes cultivés in vitro souffrent d’une limite majeure. Effectivement, sans vaisseaux sanguins ni stimulations, ces derniers cessent de grandir et finissent par mourir en restant très immatures. En utilisant le corps de la souris en qualité de « bioréacteur » vivant, les scientifiques ont réussi à obtenir un tissu humain beaucoup plus complexe.

Pour la toute première fois chez un animal vivant, les chercheurs ont assisté à la formation de neurones de von Economo dans le greffon. Présentant une morphologie unique – en forme de fuseau allongé – ces éléments appartiennent à une classe rare et spécialisée de cellules nerveuses cérébrales. Fascinant les neuroscientifiques depuis un siècle, ils présentent un lien étroit avec l’évolution humaine, l’intelligence et la cognition sociale. Il s’agit aussi des cellules impactées en premier par certaines maladies, notamment la démence frontotemporale.

Les auteurs de l’étude ont également privé les souris d’oxygène pendant cinq heures. Ceci leur a permis d’observer en temps réel la fragilité extrême du tissu humain face au manque d’oxygène (hypoxie), caractérisant notamment la paralysie cérébrale conduisant à certains accidents de grossesse. Les scientifiques ont également évoqué la possibilité de décoder à terme les troubles psychiatriques complexes résultant de défauts de câblage dans le cortex humain, notamment l’autisme profond, l’épilepsie ou encore, la schizophrénie.

Des limites biologiques et éthiques

L’étude des chercheurs étasuniens ouvre certainement la voie vers une nouvelle ère de modélisation des maladies psychiatriques et neurodéveloppementales. Cependant, leur système présente quelques limites. En effet, les cellules humaines évoluent selon leur propre horloge biologique, environ vingt fois plus lentement que celles des souris. Après plusieurs mois, le tissu transplanté reste « jeune », équivalent à un stade fœtal de milieu de grossesse. Ainsi, les neurones ne s’organisent pas en couches corticales parfaites comme chez l’humain.

Les chercheurs ont également souligné que les rongeurs n’avaient manifesté aucun signe de conscience humaine, ni même d’augmentation de leurs capacités cognitives. Notons tout de même que leurs fonctions motrices, impactées initialement par la quasi absence de cortex cérébral et d’hippocampe, se sont améliorées, malgré de légers déficits relatifs à la mémoire. Enfin, la question de l’éthique est cruciale, relative au niveau d’évolution de l’hôte des organoïdes corticaux humains ou encore, à la potentialité future de développement d’une forme de sensibilité ou de cognition humaine chez les animaux.