Professeur
Centre de biophotonique avancée Waitt
Chaire Françoise Gilot-Salk
Le système nerveux central (SNC) humain, qui comprend le cerveau et la moelle épinière, est constitué d'un ensemble de cellules incroyablement diversifié, chaque type cellulaire exerçant des fonctions hautement spécialisées au sein de réseaux cellulaires d'une complexité époustouflante. Si de nombreuses recherches se sont concentrées sur la compréhension des circuits formés par les neurones, les cellules cérébrales appelées cellules gliales sont tout aussi omniprésentes et représentent à peu près autant de cellules dans le SNC humain. On a longtemps cru que les cellules gliales jouaient un rôle purement passif et de soutien au fonctionnement du SNC. Cependant, il est désormais clair que les cellules gliales contribuent de manière cruciale à la formation, au fonctionnement et à l'adaptation du SNC. De plus, les cellules gliales sont impliquées dans la quasi-totalité des lésions et maladies du SNC, notamment les infections virales et bactériennes, les maladies d'Alzheimer et de Parkinson, les lésions de la moelle épinière, le cancer et les accidents vasculaires cérébraux. Cela fait des cellules gliales des cibles prometteuses pour de nouvelles interventions thérapeutiques.
Axel Nimmerjahn a été le fer de lance du développement de nouvelles techniques de microscopie permettant de visualiser la dynamique structurelle et fonctionnelle des cellules gliales et leur interaction bidirectionnelle avec d'autres cellules. Afin de permettre des mesures à résolution cellulaire en conditions naturelles, son laboratoire a travaillé à la réduction de la taille des microscopes afin de les rendre portables. Leurs minuscules microscopes pèsent moins de 2.5 grammes et ne mesurent que quelques millimètres. Ils ont permis à l'équipe de révéler comment l'activité cellulaire code les informations sensorielles et motrices. De plus, ils ont créé de nouveaux outils pour la coloration spécifique au type cellulaire et la manipulation génétique, ainsi que pour l'analyse de données d'imagerie à grande échelle. Cela leur a permis de répondre à des questions de longue date concernant le rôle des cellules gliales dans le SNC intact, sain ou malade (voir ci-dessous). La résolution de ces questions fondamentales a de vastes implications pour notre compréhension du fonctionnement du SNC et le traitement des troubles neuro-inflammatoires et neurologiques.
Nimmerjahn a découvert que la microglie, les cellules immunitaires résidentes du SNC, surveille en permanence l'environnement cellulaire grâce à ses fines ramifications. Il a démontré que, grâce à ce comportement, la microglie constitue la première ligne de défense contre les lésions tissulaires et les infections, et il a identifié les mécanismes qui régulent cette réponse inflammatoire (brevet en instance).
Le laboratoire de Nimmerjahn a utilisé des techniques de microscopie de pointe pour visualiser la rupture de la barrière hémato-encéphalique (BHE) après un AVC. Son équipe a découvert que la dégradation progressive de différents mécanismes cellulaires explique les déficits de la BHE lors d'un AVC. Ces résultats pourraient ouvrir la voie à de nouveaux traitements.
Nimmerjahn a découvert que l'astroglie, un type majeur de cellules régulatrices du SNC, répond aux stimuli douloureux par une excitation coordonnée à grande échelle, capable d'initier des modifications macroscopiques de la dynamique du réseau du SNC. Il a également montré comment les médicaments antinociceptifs perturbent cette activité. Cela fait de l'astroglie une nouvelle cible potentielle pour le traitement des affections douloureuses.
MS, Physique, Institut Max Planck de recherche médicale/Université de Heidelberg, Allemagne
Doctorat en physique, Institut Max Planck de recherche médicale/Université de Heidelberg, Allemagne
Chercheur postdoctoral, biologie et physique appliquée, Université de Stanford
