Montréal, 22 mai 2026 —  Comment le cerveau en croissance adapte‑t‑il son réseau de vaisseaux sanguins à ses besoins en constante évolution? Pour répondre à cette question, l’équipe dirigée par Alexandre Dubrac, chercheur au Centre de recherche Azrieli du CHU Sainte‑Justine, s’est intéressée aux mécanismes qui régulent le développement du réseau vasculaire cérébral après la naissance. Après avoir publié dans la revue Cell un atlas inédit du développement vasculaire cérébral, l’équipe révèle aujourd’hui comment les neurones y occupent une place centrale. Dans cette nouvelle étude parue dans Nature Communications, l’équipe parvient à démystifier comment les cellules nerveuses et les vaisseaux sanguins s’accordent au sein d’« unités neurovasculaires » afin de guider la vascularisation en fonction des besoins propres aux différentes régions cérébrales et aux différents stades du développement.

Des programmes neurovasculaires distincts selon les régions du cerveau

Le cerveau n’est pas qu’un réseau de neurones : son bon fonctionnement dépend étroitement des vaisseaux sanguins, qui fournissent oxygène et nutriments là où l’activité est la plus intense. Or, ces vaisseaux ne se développent pas de façon uniforme. « Le réseau vasculaire du cerveau est aussi spécialisé et organisé que le réseau neuronal. Il se construit en réponse aux besoins spécifiques de chaque zone », explique Mathilde Bizou, première autrice de l’article.

Pour explorer ces interactions, l’équipe a combiné la transcriptomique spatiale et le séquençage unicellulaire, deux approches complémentaires permettant de cartographier finement les échanges moléculaires entre les neurones, les cellules endothéliales et les cellules gliales, qui forment la paroi des vaisseaux sanguins.

Photos : Gauche: Représentation en carte thermique de la densité vasculaire dans une section cérébrale coronale d’une souris 12 jours après la naissance. Des différences régionales de densité vasculaire peuvent être observées entre différentes régions du cerveau. / Centre: Cellule endothéliale spécialisée (cellule de pointe) dans la formation d’un nouveau vaisseau sanguin. / Droite: Cellule de pointe altérée due à l'absence de la signalisation du TGFB. /  © Mathilde Bizou

Les résultats révèlent l’existence de programmes de développement hétérogènes, notamment entre le cortex et le thalamus. Alors que le cortex joue un rôle clé dans les fonctions cognitives, le thalamus agit comme un carrefour central de l’information sensorielle. L’étude montre que le thalamus présente une dynamique vasculaire particulièrement active durant le développement postnatal, soutenue par des signaux moléculaires qui lui sont propres.

Une période clé après la naissance

Les travaux mettent également en évidence une fenêtre critique après la naissance durant laquelle le réseau vasculaire se transforme rapidement — parfois plus vite que la croissance du cerveau lui‑même. Cette phase correspond à une période de maturation intense des circuits neuronaux, marquée par l’augmentation de l’activité cérébrale et des expériences sensorielles.

La transcriptomique spatiale révèle qu’à ce stade du développement, le thalamus se distingue par un enrichissement marqué en gènes impliqués dans la communication neurovasculaire. Cette configuration moléculaire soutient sa dynamique vasculaire accrue, mais constitue aussi un point de vulnérabilité lorsque certaines voies de signalisation sont perturbées.

L’étude identifie notamment un rôle central de la voie de signalisation du TGF‑β, un mécanisme de communication par lequel les neurones « informent » les vaisseaux sanguins de la manière dont ils doivent se développer. L'équpie montre que cette voie de signalisation est particulièrement active dans le thalamus durant une période critique du développement postnatal. Lorsque cette communication neurovasculaire est perturbée, la croissance des vaisseaux devient particulièrement désorganisée et fragile dans le thalamus, comparativement au cortex, entraînant des malformations vasculaires et des hémorragies cérébrales. Ces perturbations s’accompagnent également d’une hyperactivation de la voie mTOR, connue pour son implication dans plusieurs syndromes épileptiques et certains cancers.

Mieux comprendre les vulnérabilités du cerveau

Ces anomalies, limitées à des périodes et à des régions cérébrales bien précises, révèlent à quel point le dialogue entre les neurones et les vaisseaux sanguins est finement orchestré. Chaque étape du développement cérébral repose sur une coordination extrêmement précise entre les cellules nerveuses et le réseau vasculaire qui les nourrit. Comme l’explique Alexandre Dubrac, également professeur à l’Université de Montréal : « Cela suggère un développement cérébral fondé sur une coordination finement réglée, où chaque zone suit sa propre trajectoire tout en contribuant à un ensemble cohérent. »

Or, lorsque cette communication neurovasculaire est perturbée, les conséquences peuvent être considérables. Le dysfonctionnement des interactions entre neurones et vaisseaux sanguins est aujourd’hui associé à de nombreuses maladies neurodéveloppementales et neurodégénératives. Malgré d’importants efforts pour développer des thérapies capables de stimuler ou de réparer les vaisseaux cérébraux, les résultats demeurent encore limités, notamment parce que les mécanismes de communication propres à chaque région du cerveau restent mal compris.

En mettant en lumière la manière dont les vaisseaux sanguins et les neurones communiquent différemment selon les régions cérébrales et les étapes de la vie, cette étude parue dans Nature communications, ouvre la voie à une meilleure compréhension des vulnérabilités neurovasculaires du cerveau. Elle pourrait également favoriser le développement de traitements plus précis et mieux adaptés aux différentes maladies neurovasculaires, comme dans les hémorragies cérébrales.