L'équipe de Salk révèle des indices sur le développement précoce des troubles du spectre autistique

L'équipe de Salk révèle des indices sur le développement précoce des troubles du spectre autistique

Les neurones des personnes autistes présentent différents modèles de croissance et se développent à un rythme plus rapide

LA JOLLA—Le trouble du spectre autistique (TSA) est un trouble du développement de la communication et du comportement relativement courant qui touche environ 1 enfant sur 59 aux États-Unis, selon les Centers for Disease Control and Prevention. Malgré sa prévalence, on ne sait toujours pas ce qui cause la maladie et quelles sont les meilleures façons de la traiter.

Des chercheurs de l'Institut Salk ont ​​comparé des cellules souches créées à partir d'individus atteints de TSA à des cellules souches créées à partir de personnes sans TSA pour découvrir, pour la première fois, des différences mesurables dans les schémas et la vitesse de développement des cellules dérivées de TSA.

Les résultats, publiés le 7 janvier 2019, dans la revue Nature Neuroscience, pourrait conduire à des méthodes de diagnostic pour détecter les TSA à un stade précoce, lorsque des interventions préventives pourraient potentiellement avoir lieu.

"Bien que nos travaux n'aient examiné que des cellules en culture, ils peuvent nous aider à comprendre comment des changements précoces dans l'expression des gènes pourraient entraîner une altération du développement cérébral chez les personnes atteintes de TSA", déclare le professeur Salk. Jauge rouillée, auteur principal de l'étude et président de l'Institut. "Nous espérons que ce travail ouvrira de nouvelles voies pour étudier les troubles neuropsychiatriques et neurodéveloppementaux."

Pour l'étude, les chercheurs ont prélevé des cellules cutanées de huit personnes atteintes de TSA et de cinq personnes sans TSA et les ont transformées en cellules souches pluripotentes, des cellules capables de se développer en n'importe quel type de cellule. Ils ont ensuite persuadé les cellules souches de se développer sur la voie de devenir des neurones en les exposant à certains facteurs chimiques.

En utilisant des «instantanés» moléculaires de différents stades de développement des cellules souches, l'équipe a pu suivre les programmes génétiques qui se sont activés dans un certain ordre au fur et à mesure que les cellules souches se sont développées en neurones. Cela a révélé des différences clés dans les cellules dérivées de personnes atteintes de TSA. Par exemple, l'équipe de Salk a observé que le programme génétique associé au stade des cellules souches neurales s'est activé plus tôt dans les cellules TSA que dans les cellules de celles sans TSA. Ce programme génétique comprend de nombreux gènes qui ont été associés à des risques plus élevés de TSA. De plus, les neurones qui se sont finalement développés à partir des personnes atteintes de TSA ont grandi plus rapidement et avaient des branches plus complexes que ceux du groupe témoin.

"On émet actuellement l'hypothèse que des anomalies du développement précoce du cerveau conduisent à l'autisme, mais la transition d'un cerveau en développement normal à un diagnostic de TSA est floue", déclare le premier auteur Simon Schafer, boursier postdoctoral au laboratoire Gage. « Un défi majeur dans le domaine a été de déterminer les périodes de développement critiques et leurs états cellulaires associés. Cette recherche pourrait fournir une base pour découvrir les traits pathologiques communs qui émergent au cours du développement des TSA.

"C'est une découverte très excitante, et cela nous encourage à affiner davantage notre cadre méthodologique pour aider à faire progresser notre compréhension des événements biologiques cellulaires précoces qui précèdent l'apparition des symptômes", ajoute Gage, titulaire de la chaire de recherche Vi et John Adler. sur les maladies neurodégénératives liées à l'âge. "L'étude de la dynamique du système pourrait maximiser nos chances de capturer les états pathologiques mécanistes pertinents."

Les chercheurs affirment que les expériences de cette étude conduiront à des approches plus dynamiques pour étudier les mécanismes impliqués dans la prédisposition et la progression des TSA.

Ils prévoient ensuite de se concentrer sur la création d'organoïdes cérébraux, des modèles tridimensionnels du développement du cerveau dans un plat qui permettent aux scientifiques d'étudier les interactions entre différents types de cellules cérébrales.

"Les méthodes de diagnostic actuelles sont pour la plupart subjectives et surviennent après l'apparition d'anomalies comportementales chez les jeunes enfants", explique Schafer. "Nous espérons que ces études serviront de cadre pour développer de nouvelles approches de diagnostic au cours d'une première période de développement de l'enfant - bien avant que les symptômes comportementaux ne se manifestent - pour avoir le maximum d'impact sur le traitement et l'intervention."

Les autres chercheurs sur le papier étaient Apua CM Paquola, Shani Stern, Monique Pena, Thomas JM Kuret, Marvin Liyanage, Abed AlFatah Mansour, Baptiste N. Jaeger, Maria C. Marchetto et Jerome Mertens de Salk; David Gosselin de l'Université Laval à Québec, Canada; Manching Ku de l'Université de Fribourg à Fribourg, Allemagne; et Christopher K. Glass de l'Université de Californie à San Diego.

Ce travail a été financé par la Fondation James S. McDonnell, la Fondation caritative G. Harold & Leila Y. Mathers, la Fondation JPB, la Fondation March of Dimes, les subventions des National Institutes of Health (NIH) MH095741 et MH090258, la Fondation Engman, Annette C Merle-Smith, The Paul G. Allen Family Foundation et The Leona M. and Harry B. Helmsley Charitable Trust. Il a également été soutenu par la subvention NIH P30 014195, la Fondation allemande pour la recherche (DFG) et la Fondation Chapman.