Les scientifiques découvrent comment des dizaines de gènes peuvent contribuer à l’autisme

Les résultats d’une décennie de travaux, publiés dans la revue Nature, pourraient un jour ouvrir la voie aux scientifiques pour concevoir des traitements permettant à ces étapes du développement cérébral de se dérouler sans entrave.

L’étude se penche sur une théorie vieille de 20 ans suggérant qu’une des causes de l’autisme pourrait être une perturbation de l’équilibre délicat entre deux types de neurones présents dans le cortex cérébral du cerveau, la zone responsable des processus de niveau supérieur tels que la pensée, les émotions. , la prise de décision et le langage.

Certains neurones de cette zone du cerveau excitent d’autres neurones, les encourageant à se déclencher ; D’autres cellules, appelées interneurones, font le contraire. Une excitation excessive peut altérer la concentration cérébrale et provoquer l’épilepsie, un trouble épileptique plus fréquent chez les personnes autistes que dans la population générale. Par conséquent, les scientifiques pensent qu’un bon équilibre nécessite davantage d’interneurones inhibiteurs.

Chez le fœtus en développement, ces neurones naissent profondément dans le cerveau, dans une zone appelée hypothalamus, puis migrent lentement vers le cortex cérébral. Le processus commence au milieu de la grossesse et se termine au cours de la deuxième année du nourrisson, a déclaré Sergio Basca, professeur de psychiatrie et de sciences du comportement à l’Université de Stanford qui a dirigé l’étude.

L’équipe de Paska, qui comprenait des chercheurs de l’Université de Californie à San Francisco et de l’École de médecine Icahn du Mont Sinaï, a testé 425 gènes associés à des troubles du développement neurologique afin de déterminer lesquels interfèrent avec la génération et la migration des interneurones. Les gènes associés à l’autisme faisaient partie de ceux identifiés dans l’étude.

« Ce qui est vraiment intéressant dans cet article, c’est que l’autisme est un ensemble de comportements différents, mais nous ne le savons pas. [an] « Notre compréhension de la façon dont ces comportements sont liés aux différences dans le cerveau est limitée », a déclaré James McPartland, professeur de psychiatrie et de psychologie infantile à la faculté de médecine de l’université de Yale, qui n’a pas participé à l’étude.

Il a déclaré que ces nouveaux travaux font progresser la recherche sur l’autisme en « commençant à créer une compréhension fondamentale des éléments constitutifs du développement cérébral ».

Une nouvelle façon d’examiner les gènes de l’autisme

Pour des raisons éthiques, l’affichage développemental n’est pas possible Processus qui se produisent à l’intérieur du cerveau fœtal.

Souvent, les scientifiques peuvent découvrir quel rôle joue un gène individuel en observant ce qui se passe lorsque ce gène est éliminé des cellules dans une boîte de laboratoire. Mais éliminer 425 gènes un à un prend beaucoup de temps.

Dans leur étude, Paska et ses collègues ont utilisé une technique développée il y a six ans qui leur a permis de tester les 425 gènes à la fois. Ils ont conçu les cellules de manière à ce que seuls les neurones qui empêchent les autres cellules de se déclencher puissent projeter une lueur verte. Ils ont également utilisé le système d’édition génétique CRISPR pour créer différentes cellules, chacune manquant un des 425 gènes.

Les scientifiques ont créé des masses de cellules qui représentent les structures et les fonctions du cortex cérébral et du cortex cérébral. Ils ont ensuite placé les deux masses différentes l’une à côté de l’autre dans une boîte de laboratoire.

« Nous avons découvert que si vous les rassemblez à proximité, ils fusionnent instantanément », a déclaré Paska. « Et les cellules savent exactement quoi faire… et elles envahissent le cortex comme elles le font chez les humains. »

Cela était plus évident, a déclaré Paska, car dans les cerveaux vivants, l’hypopallium qui fabrique les interneurones n’est pas à côté du cortex cérébral, mais à quelques centimètres.

Paska et ses collègues ont laissé suffisamment de temps aux interneurones pour se former et migrer vers le cortex cérébral. Ils ont ensuite examiné les profils génétiques des différentes cellules. Cela leur a permis de rechercher des gènes responsables de deux défauts : l’incapacité à générer des interneurones et l’incapacité des interneurones à se rendre au cortex cérébral.

Ils ont trouvé 13 gènes dont l’absence empêchait la formation des interneurones. Ils ont identifié 33 autres gènes qui, une fois perdus, empêchent les interneurones de se rendre au cortex cérébral. Au total, 46 gènes – 11 % des 425 gènes associés aux troubles du développement neurologique – semblent influencer les neurones qui inhibent leurs voisins, créant ainsi un déséquilibre.

Les scientifiques ont découvert qu’un gène essentiel à la migration des interneurones, le LNPK, est lié aux troubles épileptiques. Cela conforterait l’idée selon laquelle les crises résulteraient d’une surexcitation des neurones et d’une sous-inhibition.

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En utilisant des amas de cellules fusionnées, les chercheurs ont mené « le plus grand examen de l’autisme et… [neurodevelopmental disorder] Gènes », a écrit Gu Liming, professeur aux départements de neurosciences et de psychiatrie de l’Université de Pennsylvanie, dans un e-mail commentant l’étude.

Ming, qui n’était pas impliqué dans le projet, l’a décrit comme un « tour de force » qui pourrait un jour conduire les chercheurs à développer des traitements contre l’autisme et d’autres troubles – des traitements basés sur le profil génétique d’un patient individuel.

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Les experts ont souligné que l’autisme n’est pas une maladie unique, mais plutôt un groupe de troubles. Le déséquilibre neuronal n’est qu’une des nombreuses causes possibles.

Par exemple, de nombreuses personnes autistes présentent des défauts dans les microglies, des cellules qui régulent le développement du cerveau, réparent les blessures et entretiennent des réseaux qui traitent l’information.

Les gènes ne peuvent à eux seuls expliquer l’autisme, dit-il Yale McPartland. « C’est compliqué et c’est merveilleux. Vous pouvez le prendre [autism in] Des jumeaux identiques, tous deux toujours autistes. Mais pas toujours. »

Beaucoup d’argent a été investi dans la recherche sur les fondements génétiques des troubles du spectre autistique, a déclaré Jennifer Singh, experte en autisme et professeure agrégée à l’École d’histoire et de sociologie du Georgia Institute of Technology. Singh a souligné rapport 2018 par un comité consultatif fédéral a révélé que 60 % du financement de la recherche sur l’autisme abordait les facteurs biologiques et de risque, mais que seulement 2 % traitaient des « problèmes permanents » pour les personnes souffrant de divers troubles.

«Cette insistance excessive et cet investissement massif occultent les véritables problèmes auxquels les personnes autistes et leurs familles sont confrontées», a écrit Singh dans un e-mail. Elle a cité « l’effondrement des services d’autisme », qui se produit lorsque les personnes autistes ne peuvent pas fréquenter les écoles publiques. « Les services qui pourraient être utiles aux adultes autistes n’existent pas ou ne sont plus disponibles », a-t-elle déclaré.

Paska a déclaré qu’il est important d’étudier « l’histoire naturelle de la maladie ». Mais nous devons également comprendre les bases biologiques si nous voulons un développement efficace. [treatments] ».