Les cellules de la crête neurale migrent à travers l’embryon pour former les os du visage, les pigments de la peau, mais aussi le système nerveux de l’intestin, souvent qualifié de « second cerveau ». Des scientifiques ont découvert que ces cellules souches adoptent un comportement proche de celui des muscles : elles présentent des oscillations électriques et des contractions qui leur permettent de se faufiler au sein des tissus. Publiés dans Nature Communications, ces travaux apportent notamment un nouvel éclairage sur la maladie de Hirschsprung, qui affecte un nouveau-né sur 5000.
Les cellules de la crête neurale sont une population de cellules souches qui colonisent les organes durant les phases précoces du développement embryonnaire pour former de multiples dérivés : les os du visage, les pigments de la peau, la gaine de myéline du système nerveux périphérique, et l’intégralité du système nerveux de l’intestin. Ces cellules récapitulent le comportement de tumeurs agressives par leur forte prolifération et leur capacité à se déformer et à envahir les tissus. Les défauts de migration des crêtes neurales donnent lieu à des pathologies congénitales, les neurocristopathies, dont la plus fréquente est la maladie de Hirschsprung: la colonisation incomplète de l’intestin se traduit par une absence de système nerveux dans le colon. Cette aganglionose affecte 1 naissance sur 5000 et doit être traitée chirurgicalement à la naissance. Ses causes demeurent incomprises dans plus de la moitié des cas.
Les cellules de la crête neurale migrent de l’intestin grêle vers le cæcum et le côlon, comme le montre cette microscopie confocale en accéléré d’un intestin embryonnaire de souris cultivé ex vivo.
Des chercheurs du laboratoire MSC (CNRS / Université Paris Cité) ont mis en lumière un mécanisme central permettant aux cellules de la crête neurale de migrer au sein de l’intestin. Des mutations d’un peptide sécrété par le tissu intestinal embryonnaire, l’endothéline 3, sont connues pour causer la maladie de Hirschsprung. Chez l’adulte, l’endothéline active électriquement les muscles lisses des vaisseaux sanguins et entraîne leur constriction, régulant la pression artérielle. On dit en biologie qu’une protéine « moonlight » (« travaille au noir ») lorsqu’elle endosse, telle l’endothéline, deux fonctions en apparence disjointes. Apparences auxquelles les physiciens du laboratoire MSC ne se sont guère fiées : ils révèlent dans une étude publiée dans la revue Nature Communication que l’endothéline est aussi la source d’oscillations électriques dans les cellules de la crête neurale, et que ces oscillations produisent une force de traction nécessaire pour que les cellules se faufilent dans le tissu en développement.
L’endothéline 3, un peptide lié à la maladie de Hirschsprung, provoque une réponse calcique vive des cellules de la crête neurale.
Pour aboutir à ce résultat, les chercheurs ont eu recours à des embryons de souris transgéniques, fluoresçant lors des oscillations de calcium dans les cellules de la crête neurale. Ils ont démontré que l’endothéline 3 naturellement présente dans le tissu intestinal embryonnaire est le principal moteur des oscillations, en provoquant l’ouverture de canaux membranaires au calcium dit de type T. Des mutations de ces canaux ont d’ailleurs été trouvées dans des études génétiques parmi les variants rares de la maladie de Hirschsprung, sans que l’on sache à l’époque pourquoi. Les chercheurs ont ensuite prouvé en modulant le degré d’ouverture des canaux T que la capacité des cellules de la crête neurale à envahir l’intestin était entièrement liée à leur activité électrique. Ils ont finalement mis au point une méthode ultra-sensible pour mesurer les forces de traction infimes exercées par les cellules de la crête neurale sur le tissu. Ces cellules ne sont en effet pas enrichies en fibres contractiles comme la gaine de muscle des vaisseaux sanguins. Les chercheurs les ont donc disposées dans une matrice de collagène très molle, émaillée de billes nanométriques permettant de mesurer la déformation du milieu. Les forces de traction exercées par les cellules se sont révélées intimement corrélées à leur activité calcique.
Les cellules de la crête neurale (en vert) migrent de gauche à droite à l’intérieur d’un gel de collagène ensemencé de billes (rouges). L’endothéline 3 met le gel sous tension, car les cellules tirent davantage. Au contraire, l’inhibiteur du récepteur de l’endothéline 3 (BQ788) relâche cette tension.
Cette étude démontre que les cellules de la crête neurales se comportent in fine comme des muscles miniatures qui se contractent pour coloniser les organes de l’embryon. Ces recherches ouvrent de nombreuses perspectives pour le diagnostic des neurocristopathies, puisqu’une mutation des acteurs impliqués dans l’activité électrique ou contractile des cellules de la crête neurale est susceptible de se traduire par un défaut de migration, et donc une pathologie. Il est par ailleurs établi que les mélanomes et les neuroglioblastomes résultent d’un ré-enclenchement chez l’adulte d’un programme de type crête neurale. La migration de ces tumeurs pourrait être empêchée en agissant sur leur activité électrique, en particulier via les canaux calciques de type T.
Référence
Chevalier, N.R., Gayda, F., Bondurand, N. et al. Endothelin-3 and T-type Ca2+ channels drive enteric neural crest cell calcium activity, contractility and migration. Nat Commun 17, 1370 (2026). https://doi.org/10.1038/s41467-025-68121-5
Retrouver la dépêche sur les sites de CNRS Biologie, CNRS Physique et de CNRS Ingénierie.
Contact chercheur
Nicolas Chevalier
Chargé de recherche CNRS
nicolas.chevalier@u-paris