De nouveaux neurones révèlent des indices sur l'autisme d'un individu

De nouveaux neurones révèlent des indices sur l'autisme d'un individu

Les chercheurs de Salk découvrent les caractéristiques de la prolifération cérébrale précoce dans les cellules des personnes atteintes d'autisme

LA JOLLA—Le cerveau de certaines personnes atteintes troubles du spectre autistique grandir plus vite que d'habitude au début de la vie, souvent avant le diagnostic. Une nouvelle étude co-dirigée par des scientifiques de l'Institut Salk a utilisé une technique de pointe sur les cellules souches pour démêler les mécanismes à l'origine du phénomène mystérieux de la croissance excessive du cerveau, qui affecte jusqu'à 30% des personnes atteintes d'autisme.

Les résultats, publiés le 6 juillet 2016 dans la revue Molecular Psychiatry, montrent qu'il est possible d'utiliser les technologies de reprogrammation des cellules souches développées au cours de la dernière décennie pour modéliser les premiers stades de troubles complexes et pour évaluer les médicaments thérapeutiques potentiels.

Curieusement, l'équipe de Salk a découvert que les neurones dérivés de cellules souches établissaient moins de connexions dans le plat par rapport aux cellules d'individus en bonne santé. De plus, les scientifiques ont pu rétablir la communication entre les cellules en ajoutant de l'IGF-1, un médicament actuellement en cours d'évaluation dans des essais cliniques sur l'autisme.

"Cette technologie nous permet de générer des vues du développement des neurones qui ont toujours été insolubles", explique le chercheur principal Jauge rouillée, professeur au Laboratoire de génétique de Salk et titulaire de la chaire Vi et John Adler pour la recherche sur les maladies neurodégénératives liées à l'âge. "Nous sommes enthousiasmés par la possibilité d'utiliser des méthodes de cellules souches pour démêler la biologie de l'autisme et éventuellement dépister de nouveaux traitements médicamenteux pour ce trouble débilitant."

L'autisme, qui touche environ 1 enfant sur 68 aux États-Unis, se caractérise par des problèmes de communication, des difficultés à interagir avec les autres et des comportements répétitifs, bien que les symptômes varient considérablement en type et en gravité. Il n'y a pas de cause connue de l'autisme.

En 2010, Gage, Carol Marchetto du Laboratoire de génétique de Salk, Alysson Muotri de l'Université de Californie à San Diego et leurs collaborateurs ont montré qu'ils pouvaient recréer les caractéristiques du syndrome de Rett, une maladie rare qui partage les caractéristiques de l'autisme mais qui est causée par des mutations dans un seul gène, dans une boîte de Pétri.

Ils l'ont fait en prélevant des cellules cutanées sur des patients, en ajoutant un mélange de produits chimiques qui ordonnaient à ces cellules de former des cellules souches et, à leur tour, en amadouant leurs nouvelles cellules souches en neurones. La capacité de former ce qu'on appelle des cellules souches pluripotentes induites (iPSC) à partir de cellules humaines a été mise au point par des chercheurs en 2007, mais certains scientifiques étaient initialement sceptiques quant au fait que la nouvelle technologie pourrait donner un aperçu de troubles héréditaires complexes tels que l'autisme.

"Dans cette étude, les cellules souches pluripotentes induites nous ont donné une fenêtre sur la naissance d'un neurone que nous n'aurions pas autrement", déclare Marchetto, scientifique senior et premier auteur de l'étude. "Voir les caractéristiques du syndrome de Rett dans un plat nous a donné la confiance nécessaire pour étudier ensuite l'autisme classique."

Dans la nouvelle étude, en collaboration avec Muotri et d'autres scientifiques de l'UCSD, l'équipe de Gage a créé des cellules souches à partir d'un sous-ensemble de personnes autistes dont le cerveau avait grandi jusqu'à 23 % plus rapidement que d'habitude pendant la petite enfance, mais s'était ensuite normalisé.

Les cellules précurseurs des neurones dérivées des patients se sont multipliées plus rapidement que celles des individus au développement typique. La découverte soutient une théorie que certains experts ont avancée selon laquelle l'élargissement du cerveau est causé par des perturbations du cycle normal de division de la cellule, dit Marchetto. De plus, les neurones dérivés des cellules souches des personnes autistes se comportaient anormalement, débordant d'activité moins souvent que les cellules des personnes en bonne santé.

L'activité de ces neurones a semblé s'améliorer en ajoutant de l'IGF-1, qui est connu pour améliorer les connexions entre les neurones. Le groupe prévoit d'utiliser les cellules des patients pour étudier les mécanismes moléculaires à l'origine des effets de l'IGF-1, en particulier pour rechercher des changements dans l'expression des gènes avec le traitement.

Bien que les cellules nouvellement dérivées soient éloignées du cerveau des patients, une cellule cérébrale en elle-même peut révéler des indices importants sur une personne, explique Marchetto. "Cela ne manque jamais de m'étonner quand nous pouvons voir des similitudes entre les caractéristiques des cellules dans le plat et la maladie humaine", ajoute-t-elle.

Les autres auteurs de l'étude sont Haim Belinson et Anthony Wynshaw-Boris du Université de Californie, San Francisco; Yuan Tian, ​​Jing Ou et Daniel Geschwind, de la Université de Californie, Los Angeles; Beatriz Freitas, Patricia Beltrao-Braga, Cleber Trujillo, Eric Courchesne, Cynthia Barnes, Karen Pierce, Lawrence Eichenfield, Tiziano Pramparo et Lisa Eyler du Université de Californie à San Diego; Chen Fu de Case Western Reserve University à Cleveland, Ohio; Krishna Vadodaria, Ana Mendes, Yanelli Nunez, Himanish Ghosh et Rebecca Wright de Salk ; Krishnan Padmanabhan de Faculté de médecine et de dentisterie de l'Université de Rochester à New York; et Kristen Brennand de École de médecine Icahn au Mont Sinaï à New York.

La recherche a été soutenue par le Institut californien de médecine régénérative, un National Institutes of Health, L' Fondation internationale du syndrome de Rettun Prix ​​du chercheur indépendant NARSADun Centre d'excellence NIMH sur l'autisme Subvention de projet de programme, La Leona M. et Harry B. Helmsley Charitable Trust, L' Fondation JPB, la Fondation Robert et Mary Jane Engman, la Programme de recherche sur l'autisme du CDMRP, un Université de Californie, Institut de recherche clinique et translationnelle de San Diego et Autism Speaks.