Les méninges sont composées de trois couches membraneuses désignées sous le nom de dura mater, arachnoïde mater et pia mater. La matière arachnoïde et la matière pia sont reliées entre elles et forment les leptoméninges. Les méninges protègent le système nerveux central (SNC), y compris le cerveau et la moelle épinière, non seulement directement grâce à leurs couches externes épaisses, mais aussi indirectement en amortissant par le liquide céphalo-rachidien rempli dans l’espace sous-arachnoïdien. En outre, une étude précédente a démontré que l’ablation des méninges entraîne une altération du développement cortical (1). Cela suggère que les méninges ont d’autres fonctions que la protection. À l’appui de cette idée, on rapporte que les méninges modulent la génération de neurones corticaux au cours du développement précoce du cerveau en produisant des facteurs trophiques tels que l’acide rétinoïque (2). Ainsi, il est probable qu’elles jouent des rôles pivots dans la neurogenèse corticale en régulant les cellules souches/progénitrices neurales embryonnaires (NSPC) (3).
En plus de ces rôles et effets, de plus en plus de preuves montrent maintenant que les méninges elles-mêmes fonctionnent comme une niche de cellules souches. Bifari et al. ont d’abord signalé que les leptoméninges du cerveau de la souris en développement expriment le marqueur NSPC nestin et que les cellules nestin+ isolées des leptoméninges présentent des activités de NSPC, qui se différencient en neurones in vivo et in vitro (4). Nous avons ensuite montré que les leptoméninges isolés de régions intactes du cerveau de souris adultes n’ont pas de potentiel de cellules souches (5). Ces résultats ont montré que les NSPC leptoméningées ont le potentiel de contribuer à la neurogenèse corticale pendant les premiers stades du développement.
En utilisant des souris adultes après un accident vasculaire cérébral ischémique, nous avons précédemment montré que les NSPC induites par l’ischémie (iNSPC) nestin+ étaient présentes dans les leptoméninges des zones ischémiques, et qu’elles n’étaient pas observées dans les leptoméninges des zones non ischémiques (5). Les cellules leptoméningées isolées des zones ischémiques produisent des amas de cellules semblables à des neurosphères qui donnent naissance à des cellules neurales, y compris des neurones (5). De plus, nous avons montré que des cellules leptoméningées marquées provenant de zones ischémiques migrent dans des zones du cortex après l’AVC et qu’elles se différencient en cellules neuronales immatures doublecortine (DCX) + (6). Ces résultats indiquent que dans des conditions pathologiques, comme après un accident vasculaire cérébral ischémique, les iNSPC leptoméningées peuvent contribuer à la réparation du cerveau par la neurogenèse corticale.
Les leptoméninges sont histologiquement en continuité avec le parenchyme cortical le long des vaisseaux sanguins et sont situés à une niche périvasculaire comme les péricytes vasculaires (7). Nous avons montré que les cellules nestin+ leptoméningées se répandent dans le parenchyme cortical, se localisent près des cellules endothéliales CD31+ et expriment des facteurs péricytiques tels que PDGFRβ et NG2 (5). Bien que les fonctions des péricytes restent floues, il a été bien documenté que les péricytes de divers organes, y compris le SNC, ont une activité de cellules souches multipotentes (8). Cependant, en utilisant des souris à différents stades de développement, notamment embryonnaire, postnatal et adulte, nous avons récemment montré que les péricytes du cerveau diminuent progressivement leur caractère souche pendant la période postnatale et le perdent à l’âge adulte (9). Par conséquent, il est probable que les péricytes du cerveau adulte présentent les caractéristiques des cellules somatiques plutôt que celles des cellules souches engagées dans un tissu. Cependant, la reprogrammation a été signalée comme pouvant amener les péricytes du cerveau adulte à devenir des lignées non péricytiques, telles que les lignées neuronales (10). À l’appui de cette notion, nous avons montré que les péricytes cérébraux adultes, qui ne possèdent pas d’activité de cellules souches dans des conditions normales, ont réacquis leur caractère souche en réponse à l’ischémie, vraisemblablement par reprogrammation cellulaire par transition mésenchymateuse-épithéliale (11,12). Nous avons également montré que les cellules PDGFRβ+ isolées des zones ischémiques, y compris les leptoméninges, ont une activité de cellules souches multipotentes qui donnent naissance à des cellules neuronales (11,12). Par conséquent, nous avons proposé que les péricytes cérébraux localisés le long des leptomènes jusqu’au parenchyme cortical soient probablement à l’origine des cellules souches leptoméningées.
Très récemment, Bifari et al. ont rapporté que les leptomènes du cerveau néonatal abritent des cellules radiales de type glia ressemblant aux NSPC de la zone sous-ventriculaire (13). En outre, ils ont montré que les progéniteurs neuronaux de type glie radiale migrent des leptoméninges vers le cortex et se différencient en neurones corticaux fonctionnellement intégrés. Ces résultats concordent avec ceux de notre précédent rapport qui montrait que les neurones corticaux proviennent en partie des NSPC leptoméningés (6). Cependant, les progéniteurs neuraux de type glie radiale leptoméningée sont probablement des progéniteurs neuronaux plutôt que des NSPC, car ils se sont différenciés en lignées neuronales exprimant HuC/D, DCX, NeuN et Stab2, mais pas en lignées astrocytaires et oligodendrocytaires. En outre, en utilisant la cartographie génétique avec PDGFRβ par le biais du système Cre-loxP, une technique permettant de marquer sélectivement les cellules leptoméningées, et la transcriptomique unicellulaire, Bifari et al. ont conclu que les neurones corticaux sont en partie dérivés de progéniteurs neuraux de type glie radiale PDGFRβ+ dans les leptoméninges (13). Il convient de noter qu’en utilisant la transcriptomique unicellulaire, ils ont également montré que les cellules PDGFRβ+ leptoméningées génèrent différents types de clusters qui présentent des caractéristiques des lignées péricytiques/fibroblastiques, endothéliales et microgliales en plus des lignées de type glie radiale. Cependant, nous avons récemment montré que les péricytes PDGFRβ+ isolés des zones post-AVC, y compris les leptoméninges, présentaient une activité de cellules souches multipotentes et qu’ils donnaient naissance à des lignées non seulement neurales (par exemple, des neurones) mais aussi vasculaires (par exemple, des cellules endothéliales et des microglies) (11,12). Ainsi, il est possible que ces divers phénotypes présentés par les cellules leptoméningées PDGFRβ+ soient dus à leur multipotence originelle. Précédemment, nous avons également montré que les iNSPC nestin+/NG2+/PDGFRβ+ provenant de zones ischémiques, y compris les leptoméninges, qui provenaient probablement de péricytes multipotents du cerveau, exprimaient un marqueur mésenchymateux, la vimentine (5,6). Cependant, la vimentine est également exprimée dans les cellules radiales de type glia (14). Bien que les relations entre les péricytes, la glie et les NSPC restent floues (15), Birbrair et al. ont divisé les péricytes multipotents en deux sous-types (péricytes de type 1 et de type 2). Ils ont également démontré que les péricytes de type 2 nestin+/NG2+/PDGFRβ+ ont le potentiel de se différencier en lignées neurales (16). Il est intéressant de noter que les péricytes de type 2 ont des traits ressemblant à des progéniteurs neuraux qui présentent des propriétés de la glie NG2 (17). Par conséquent, il est possible que nous ne fassions que regarder des sous-ensembles des mêmes cellules leptoméningées PDGFRβ+ au cours de différents stades (par exemple, néonatale vs adulte) et / ou dans des conditions différentes (par exemple, normale vs pathologique).
Les traits précis des cellules leptoméningées PDGFRβ+ devraient être clarifiés dans des enquêtes supplémentaires. Cependant, une accumulation de preuves montre que les leptoméninges qui recouvrent l’ensemble du SNC, y compris le cerveau (4-6,13,18,19) et la moelle épinière (20), abritent des populations de type cellules souches qui se différencient en cellules neuronales. Les cellules souches/progénitrices leptoméningées ont été observées non seulement au cours du développement précoce dans des conditions normales (4,13,18) mais aussi à l’âge adulte dans des conditions pathologiques (5,6,19,20). Ainsi, les leptoméninges devraient devenir une nouvelle cible pour le traitement des troubles du développement et des maladies du SNC.