Publié le 5 décembre 2025 à 16h09. Longtemps considérées comme de simples cellules de soutien, les astrocytes, composantes essentielles du cerveau, sont désormais au cœur de recherches prometteuses qui pourraient révolutionner notre compréhension des maladies neurodégénératives et du fonctionnement même de la pensée.
- Les astrocytes, représentant un quart du tissu cérébral, jouent un rôle crucial dans la communication neuronale et le maintien de la santé du cerveau.
- Des avancées récentes en microscopie et en outils moléculaires permettent d’étudier avec précision l’architecture complexe de ces cellules.
- Une nouvelle technique permet de conserver la forme originale des astrocytes en dehors du corps humain, ouvrant la voie à une meilleure compréhension des maladies neurodégénératives.
Pendant des décennies, les neurosciences ont largement négligé le rôle des astrocytes dans le cerveau, les considérant comme des éléments secondaires par rapport aux neurones. Une nouvelle génération d’études, publiée cette semaine dans la revue Nature, remet en question cette vision et révèle que ces cellules sont bien plus que de simples supports structurels.
Les astrocytes sont les cellules les plus abondantes et les plus mystérieuses du cerveau. Ils sont chargés de réguler la communication entre les neurones et de contribuer au maintien de la barrière hémato-encéphalique, comme le définit l’Université Johns Hopkins. Ils sont fondamentaux pour la santé du cerveau et forment son échafaudage. Leur dysfonctionnement est lié à des maladies telles que la maladie d’Alzheimer et la maladie de Parkinson.
Le neurobiologiste Nicolas Allen, du Salk Institute for Biological Studies à La Jolla, résume l’intérêt croissant pour ces cellules :
« Les neurones et les circuits neuronaux sont les principales unités informatiques du cerveau, mais il est désormais clair à quel point les astrocytes influencent ce calcul. »
Nicolas Allen, neurobiologiste au Salk Institute for Biological Studies
Cette observation reflète un changement de paradigme, où les astrocytes apparaissent comme des acteurs clés de la santé, du comportement et de la mémoire, selon les scientifiques.
Les progrès de la microscopie et des outils moléculaires ont permis aux chercheurs d’observer l’architecture des astrocytes avec une précision sans précédent. Ces cellules, à structure étoilée, présentent une structure complexe avec des branches qui s’étendent en de minuscules structures appelées prolongements, ne mesurant que quelques dizaines de nanomètres de large. Les astrocytes tirent leur nom de leur forme étoilée. De leur corps central s’étendent plusieurs bras avec lesquels ils rejoignent les neurones et les nourrissent pour qu’ils puissent exercer leur fonction.
Selon le neuroscientifique Baljit Khakh, de l’Université de Californie à Los Angeles :
« En biologie, la forme suit la fonction »
Baljit Khakh, neuroscientifique à l’Université de Californie à Los Angeles
, une prémisse que son laboratoire a explorée en développant des techniques pour activer ou désactiver les voies de signalisation du calcium dans les astrocytes et ainsi démêler leur fonction spécifique.
Cette forme en étoile est essentielle à tous ces processus, mais elle pose également un défi aux chercheurs. En effet, lorsqu’ils tentent de cultiver des astrocytes en laboratoire, ils perdent leurs bras et s’arrondissent. Récemment, une avancée réalisée par les équipes de l’Université Johns Hopkins et du Conseil national italien de la recherche, publiée dans la revue Advanced Science, a permis de conserver la forme originale des astrocytes en dehors du corps humain. Cette avancée est fondamentale pour la compréhension des processus liés aux maladies neurodégénératives.
Le neuroscientifique Hongkui Zeng, directeur de l’Allen Institute for Brain Sciences à Seattle, l’explique ainsi dans un article paru dans Nature :
« Les neurones peuvent transmettre les signaux qui pilotent le fonctionnement cérébral, mais il est désormais clair que les astrocytes affinent ces signaux en modifiant l’environnement entourant les synapses. »
Hongkui Zeng, directeur de l’Allen Institute for Brain Sciences
Cette capacité d’ajustement est essentielle pour comprendre comment les informations et les états cérébraux sont traités.
La recherche sur l’apprentissage et la mémoire a également pris un nouveau tournant grâce aux astrocytes. La neuroscientifique Inbal Goshen et son équipe ont observé que chez la souris, l’activité calcique dans les astrocytes augmentait progressivement lorsque l’animal s’approchait d’une récompense apprise précédemment, mais pas lorsque la récompense se trouvait dans un nouvel environnement. Ce résultat soulève des questions intéressantes sur la façon dont les astrocytes sont impliqués dans le codage de la mémoire spatiale.
L’impact des astrocytes s’étend même aux rythmes biologiques. Le biologiste circadien Michael Hastings, du laboratoire de biologie moléculaire de Cambridge, se souvient du scepticisme initial quant à la possibilité que ces cellules participent à l’horloge biologique maîtresse, le noyau suprachiasmatique. « J’ai dit à Marco que ce serait une perte de temps, car il n’y en aurait pas », a déclaré Hastings, faisant référence à la proposition de son collègue Marco Brancaccio de rechercher du glutamate dans le cerveau de la souris. La découverte de niveaux rythmiques de glutamate, dont la source était les astrocytes, a révolutionné la compréhension du cycle circadien.
Le neuroscientifique Jun Nagai, du RIKEN Center for Brain Science à Wako, au Japon, fournit une image éloquente du rôle de ces cellules dans la consolidation des souvenirs :
« Considérez-les comme la caméra à longue exposition du cerveau : ils capturent la trace d’événements significatifs qui autrement pourraient s’effacer trop rapidement. »
Jun Nagai, neuroscientifique au RIKEN Center for Brain Science
Cette propriété, due à la lenteur des signaux des astrocytes par rapport aux signaux électriques des neurones, en fait des éléments essentiels pour combler le fossé temporel entre l’apprentissage et la mémorisation.
À mesure que l’étude des astrocytes s’approfondit, les chercheurs commencent à se demander si ces cellules pourraient être impliquées dans des maladies traditionnellement attribuées aux seuls neurones.
Selon la Clinique Universitaire de Navarre, l’astrocyte est un type de cellule gliale du système nerveux central, dont la fonction principale est de fournir un soutien structurel, métabolique et fonctionnel aux neurones.
Les astrocytes remplissent plusieurs fonctions essentielles au bon fonctionnement du système nerveux central :
- Soutien structurel : ils fournissent un réseau tridimensionnel qui maintient l’organisation du tissu nerveux.
- Régulation de l’environnement extracellulaire : ils contrôlent l’équilibre ionique et éliminent les excès de neurotransmetteurs comme le glutamate.
- Formation et entretien de la barrière hémato-encéphalique : ils collaborent avec les cellules endothéliales et les péricytes pour préserver l’homéostasie cérébrale.
- Métabolisme énergétique : ils captent le glucose des capillaires et le transforment en lactate, qui est délivré aux neurones comme source d’énergie.
- Participation à la neurotransmission : ils libèrent des gliotransmetteurs comme l’ATP ou la D-sérine et modulent l’activité synaptique.
- Réponse aux lésions cérébrales : en cas de blessure ou de pathologie, ils subissent une transformation dite réactivité des astrocytes, qui peut être bénéfique ou pathologique.
La barrière hémato-encéphalique est une structure physiologique qui régule le passage des substances entre le sang et le système nerveux central. Les astrocytes constituent un élément essentiel de cette barrière grâce à leurs pieds périvasculaires, qui entourent les capillaires cérébraux.
Cette fonction est essentielle pour :
- Protéger le cerveau des toxines et des agents pathogènes.
- Réguler l’entrée des nutriments essentiels.
- Maintenir le microenvironnement neuronal stable.
Les astrocytes sont impliqués dans le développement et la progression de diverses pathologies du système nerveux :
- Épilepsie : en raison d’un dysfonctionnement de l’absorption du glutamate ou du potassium.
- Sclérose latérale amyotrophique (SLA) : par libération de facteurs toxiques pour les motoneurones.
- La maladie d’Alzheimer : leur hyperactivité peut contribuer à une inflammation neurotoxique.
- Sclérose en plaques : ils participent à la démyélinisation et à la cicatrisation gliale.
- Tumeurs cérébrales : comme l’astrocytome, qui dérive de ces cellules.
