Des chercheurs de l’Université de Stanford ont réussi à transplanter des organoïdes corticaux humains dans le cerveau de rongeurs modifiés génétiquement, créant ainsi des modèles vivants dits « xénocorticaux ». Publiée le 16 septembre 2026 dans la revue Nature, cette étude menée par une équipe américaine dirigée par le chercheur Sergiu Pașca ouvre de nouvelles perspectives pour modéliser des maladies psychiatriques et neurodéveloppementales complexes. Selon les responsables de ces travaux, observer directement le tissu cérébral humain reste presque impossible avec les méthodes actuelles, ce qui freine le développement de traitements contre des pathologies incurables.
Des organoïdes cultivés en laboratoire transformés par un bioréacteur vivant
Les organoïdes cultivés en laboratoire dans des boîtes de Petri souffrent d’une limite majeure : dépourvus de vaisseaux sanguins et de stimulations, ils cessent de grandir et meurent tout en restant immatures. En utilisant le corps de la souris comme un bioréacteur vivant, les scientifiques ont pu obtenir un tissu humain beaucoup plus complexe et vascularisé, tout en soulevant de nombreuses interrogations éthiques et scientifiques quant aux limites de l’hybridation entre l’humain et l’animal.
La création de souriceaux « apalliales » pour accueillir les greffons
Pour préparer l’accueil des greffons, l’université Stanford a créé génétiquement des souriceaux « apalliales » en désactivant les gènes responsables du néocortex et de l’hippocampe, des zones qui gouvernent la cognition et la mémoire. À seulement deux jours de vie, chaque nouveau-né a reçu des greffons d’organoïdes corticaux humains cultivés à partir de cellules de peau humaine reprogrammées, représentant environ 100 000 cellules par injection.
Sur 29 souris greffées, 86,2 % ont présenté une intégration réussie. Entre deux et trois mois, le volume du greffon a été multiplié par 4,7. Après trois mois, le tissu humain représentait 91,9 % du volume cortical mesuré, occupant ainsi une grande partie de la cavité cérébrale. Les chercheurs ont observé que les prolongements de neurones humains s’étendaient jusque dans des régions profondes du cerveau et de la moelle épinière cervicale, tandis que les neurones de la souris établissaient également des connexions fonctionnelles avec le greffon.
Une activité électrique coordonnée révélée par l’analyse électrophysiologique
Les analyses électrophysiologiques et l’imagerie calcique réalisées in vivo ont mis en évidence des schémas d’activité organisée et une activité électrique coordonnée, corrélée à certains mouvements du visage de l’animal. Soumises à une période de manque d’oxygène de cinq heures, les souris greffées ont présenté une forte réponse à l’hypoxie avec des troubles de l’équilibre proches de ceux observés dans la paralysie cérébrale, alors que les souris normales ou apalliales ont été presque épargnées. Ce modèle pourrait ainsi aider à mieux comprendre la schizophrénie, certaines formes d’épilepsie, l’autisme profond ou encore les conséquences de lésions précoces.
Par ailleurs, les scientifiques ont découvert la présence de neurones de von Economo dans le greffon, des cellules géantes extrêmement rares — environ un sur 90 000 neurones corticaux — qui n’avaient jusqu’alors été observées que sur des cerveaux humains autopsiés ou chez de grands mammifères sociaux. Ces cellules figurent parmi les premières détruites dans la démence frontotemporale, une maladie encore incurable.
Une horloge biologique humaine vingt fois plus lente que celle du rongeur
Malgré ces résultats spectaculaires, les auteurs rappellent que le tissu humain transplanté reste immature et conserve sa propre horloge biologique, qui évolue vingt fois plus lentement que celle de la souris. À la fin des expériences, ces cellules correspondent encore à un stade fœtral de milieu de grossesse et ne présentent pas l’organisation complète d’un cortex humain adulte. Sergiu Pașca a également rappelé la nécessité de la prudence, estimant qu’une telle démarche ne serait pas justifiée chez des animaux plus proches de l’humain d’un point de vue évolutif.
L’équipe a soumis ses travaux à un comité d’éthique dès leur lancement pour évaluer les questions relatives au niveau d’évolution de l’hôte et à la potentialité future d’une forme de sensibilité ou de cognition humaine chez les animaux, bien qu’aucun gain cognitif ni signe de souffrance n’aient été observés chez les rongeurs.