Professeur
Laboratoire de Génétique
Chaire Vi et John Adler de recherche sur les maladies neurodégénératives liées à l'âge
Les variations génétiques héritées de nos parents confèrent à chaque cerveau un câblage unique, ce qui entraîne des différences dans notre façon de penser, d'apprendre et de nous comporter, ainsi que dans notre vulnérabilité à certaines maladies mentales. Comprendre comment les gènes et l'environnement interagissent pour guider ces processus est essentiel pour développer de meilleures méthodes de prévention et de traitement des maladies cérébrales, telles que la maladie d'Alzheimer, la dépression ou la schizophrénie. Cependant, l'étude du système nerveux humain à l'échelle moléculaire est complexe en raison de la complexité du cerveau et de la difficulté d'obtenir des neurones humains vivants.
Rusty Gage se concentre sur la plasticité, l'adaptabilité et la diversité observées dans le cerveau. Il a démontré que, contrairement à un dogme de longue date, la création de nouveaux neurones (neurogenèse) se produit bel et bien dans le cerveau humain adulte et que l'enrichissement environnemental et l'exercice physique peuvent favoriser cette croissance. Son laboratoire a démontré que des cellules souches neurales existent dans l'hippocampe adulte et peuvent donner naissance à des neurones physiologiquement actifs.
De plus, Gage a découvert que les séquences d'ADN mobiles appelées éléments mobiles sont actives pendant la neurogenèse et conduisent au mosaïcisme génomique (étant composé de types de cellules génétiquement différents) ; cette variété génétique peut contribuer aux diverses fonctions du cerveau.
Récemment, une équipe de chercheurs du Salk Institute, dirigée par Gage, a reçu 19.2 millions de dollars de l'American Heart Association-Allen Initiative pour analyser les interactions entre protéines, gènes, épigénétique, inflammation et métabolisme qui influencent le vieillissement cérébral, qu'il soit sain ou malade. L'objectif du projet est d'étudier les mécanismes du déclin cognitif et de la maladie d'Alzheimer afin d'identifier de nouvelles thérapies et de nouveaux traitements.
Le laboratoire de Gage modélise actuellement des maladies en laboratoire à l'aide de cellules souches humaines. En reprogrammant des cellules cutanées humaines et d'autres cellules de patients atteints de maladies neurologiques et psychiatriques en cellules souches pluripotentes induites et en neurones induits, ses travaux permettent de décrypter la progression et les mécanismes conduisant à des troubles tels que la dépression et l'autisme.
Gage et ses collègues ont découvert que le cerveau humain peut produire de nouveaux neurones tout au long de la vie. Ils ont également constaté que l'exercice et l'enrichissement cognitif peuvent accroître la capacité du cerveau à générer davantage de neurones.
Grâce à de nouvelles technologies de cellules souches, son équipe a montré que les neurones générés à partir des cellules de la peau de personnes atteintes de schizophrénie sont dysfonctionnels aux premiers stades de développement, ce qui fournit une piste quant aux moyens de détecter et potentiellement de traiter la maladie à un stade précoce.
En séquençant les génomes de cellules individuelles, Gage et ses collaborateurs ont montré que les structures génomiques des neurones individuels diffèrent encore plus que prévu. Cela pourrait contribuer à expliquer les différences entre individus étroitement apparentés.
BS, Université de Floride
Maîtrise, Université Johns Hopkins
Doctorat, Université Johns Hopkins
