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

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

Les neurones des personnes autistes présentent des schémas de croissance différents 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 PreventionMalgré sa prévalence, on ne sait toujours pas ce qui cause la maladie et quels sont les meilleurs moyens de la traiter.

Des chercheurs de l’Institut Salk ont comparé des cellules souches créées à partir de personnes atteintes de TSA avec des cellules souches créées à partir de personnes non atteintes de 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 permettant de détecter les TSA à un stade précoce, lorsque des interventions préventives pourraient potentiellement avoir lieu.

« Bien que notre travail n'ait examiné que des cellules en culture, il pourrait nous aider à comprendre comment des changements précoces dans l'expression des gènes pourraient conduire à un développement cérébral altéré chez les personnes atteintes de TSA », explique le professeur Salk. Jauge rouillée, auteur principal de l'étude et président de l'Institut. « Nous espérons que ces travaux ouvriront de nouvelles perspectives pour l'étude des troubles neuropsychiatriques et neurodéveloppementaux. »

Pour cette étude, les chercheurs ont prélevé des cellules cutanées de huit personnes atteintes de TSA et de cinq personnes non atteintes de TSA et les ont transformées en cellules souches pluripotentes, des cellules capables de se développer en n'importe quel type cellulaire. Ils ont ensuite incité ces cellules souches à se développer et à 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 s'activaient dans un certain ordre à mesure que les cellules souches se transformaient en neurones. Cela a révélé des différences clés dans les cellules issues de personnes atteintes de TSA. Par exemple, l'équipe Salk a observé que le programme génétique associé au stade des cellules souches neurales s'activait plus tôt dans les cellules TSA que dans celles des personnes non atteintes de TSA. Ce programme génétique comprend de nombreux gènes associés à un risque accru de TSA. De plus, les neurones finalement développés chez les personnes atteintes de TSA ont grandi plus rapidement et présentaient des ramifications plus complexes que ceux du groupe témoin.

« On émet actuellement l'hypothèse que des anomalies du développement cérébral précoce conduisent à l'autisme, mais la transition entre un cerveau se développant normalement et un diagnostic de TSA est floue », explique Simon Schafer, auteur principal et chercheur postdoctoral au laboratoire Gage. « L'un des principaux défis dans ce domaine a été de déterminer les périodes critiques du développement et les états cellulaires qui y sont associés. Cette recherche pourrait servir de base à la découverte des traits pathologiques courants qui apparaissent au cours du développement des TSA. »

« C'est une découverte très prometteuse, qui nous encourage à affiner notre cadre méthodologique afin de mieux comprendre les événements biologiques cellulaires précoces qui précèdent l'apparition des symptômes », ajoute Gage, titulaire de la chaire Vi et John Adler de recherche sur les maladies neurodégénératives liées à l'âge. « L'étude de la dynamique systémique pourrait maximiser nos chances de cerner les états pathologiques mécanistiques pertinents. »

Les chercheurs affirment que les expériences menées dans le cadre 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 une boîte de Pétri qui permettent aux scientifiques d’étudier les interactions entre différents types de cellules cérébrales.

« Les méthodes diagnostiques actuelles sont pour la plupart subjectives et interviennent après l'apparition d'anomalies comportementales chez les jeunes enfants », explique Schafer. « Nous espérons que ces études serviront de cadre au développement de nouvelles approches diagnostiques dès les premières phases du développement de l'enfant – bien avant l'apparition des symptômes comportementaux – afin d'optimiser le traitement et l'intervention. »

Les autres chercheurs ayant participé à l'étude 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 MH095741 et MH090258 des National Institutes of Health (NIH), la Fondation Engman, Annette C. Merle-Smith, la Fondation de la famille Paul G. Allen et le Leona M. and Harry B. Helmsley Charitable Trust. Il a également bénéficié du soutien de la subvention P30 014195 des NIH, de la Fondation allemande pour la recherche (DFG) et de la Fondation Chapman.