Une étude, dont les résultats intitulés «An early cell shape transition drives evolutionary expansion of the human forebrain» ont été publiés dans la revue Cell, a permis, grâce à la culture cellulaire d'organoïdes, de découvrir les mécanismes de développement qui différencient le cerveau des humains de celui des grands singes et qui expliquent sa taille relativement importante.

Relevons tout d'abord qu'au «début de la formation du cerveau, avant même que les neurones apparaissent, il y a les cellules neuroépithéliales». des cellules souches qui «prolifèrent très tôt dans le développement de l'embryon et se transforment en glies radiaires, qui formeront la plupart des neurones et des cellules gliales du cerveau».

Comme, chez les singes et l'être humain, «la transformation des cellules neuroépithéliales durent plusieurs jours», une période au cours de laquelle «elles changent progressivement de forme, notamment du côté apical, et passent d'une division symétrique à une division asymétrique», il «existe des cellules en transition, qui ne sont plus des cellules neuroépithéliales, mais pas encore tout à fait des glies radiaires».

Alors que «chez les grands singes, ces cellules transitoires apparaissent au cinquième jour du développement», pour l'être humain, «c'est au huitième jour». Du fait que «cette transformation tardive permet aux cellules neuroépithéliales de proliférer plus longtemps», elles sont plus nombreuses «et au dixième jour, lorsque les glies radiaires sont formées, elles sont plus nombreuses dans les organoïdes humains que dans ceux des grands singes». Rappelons ici que la culture des organoïdes est une culture cellulaire «en trois dimensions qui est proche de l'organisation d'un tissu in vivo, qui reproduisent les premières étapes du développement du cerveau».

Ainsi, l'étude ici présentée a pu déterminer «le responsable de ce petit délai dans le développement du cerveau chez les Hommes»: c'est un facteur de transcription appelé ZEB2, «responsable de la transition entre cellule neuroépithéliale et glie radiaire», dont l'importance «dans le développement embryonnaire du cerveau est déjà connue car son altération ou sa mutation est à l'origine d'une maladie congénitale, le syndrome de Mowat-Wilson».

Concrètement, «en modifiant l'expression de ZEB2 dans les organoïdes», cette étude est parvenue à changer leur phénotype: plus précisément, «des organoïdes humains sont devenus similaires à ceux des grands singes, lorsque ZEB2 agit à partir de cinquième jour et, inversement, des organoïdes de grand singe prennent la forme de celui d'un humain, lorsque ZEB2 agit à partir du huitième jour». Au bout du compte, «cette petite différence est à l'origine de l'expansion et de la taille imposante du cerveau humain en comparaison à celle des grands singes».