Researchers Reverse Symptoms In Mice Of Leading Inherited Cause Of Mental Retardation

Science Daily — Researchers at the Picower Institute for Learning and Memory at MIT have, for the first time, reversed symptoms of mental retardation and autism in mice.

In Fragile X, there is a mutation in a gene called FMR1 on the X chromosome. (Credit: Image courtesy of NIH/National Human Genome Research Institute)

The work will be reported in the online early edition of the Proceedings of the National Academy of Sciences the week of June 25-29.

The mice were genetically manipulated to model Fragile X Syndrome (FXS), the leading inherited cause of mental retardation and the most common genetic cause of autism. The condition, tied to a mutated X chromosome gene called fragile X mental retardation 1 (FMR1) gene, causes mild learning disabilities to severe autism.

According to the Centers for Disease Control, FXS affects one in 4,000 males and one in 6,000 females of all races and ethnic groups. The prevalence of autism ranges from one in 500 to one in 166 children. There is no effective treatment for FXS and other types of autism.

"Our study suggests that inhibiting a certain enzyme in the brain could be an effective therapy for countering the debilitating symptoms of FXS in children, and possibly in autistic kids as well," said co-author Mansuo L. Hayashi, a former Picower Institute postdoctoral fellow currently at Merck Research Laboratories in Boston.

The study identifies a key enzyme-a chemical reaction-inducing protein-as a possible target for an FXS drug. The enzyme, called p21-activated kinase, or PAK, affects the number, size and shape of connections between neurons in the brain.

Halting PAK's enzymatic activity reversed the structural abnormality of neuronal connections found in the FXS mice, said co-author Susumu Tonegawa, 1987 Nobel laureate and Picower Professor of Biology and Neuroscience. "Strikingly, PAK inhibition also restored electrical communication between neurons in the brains of the FXS mice, correcting their behavioral abnormalities in the process," he said.

There are known chemical compounds that inhibit the enzymatic activity of PAK. These compounds or versions of them may be useful in the future development of drugs for treating FXS, he said.

"These are intriguing findings because the expression of the gene that inhibits PAK occurs in the third week after birth, which means that the neuronal abnormalities in the fragile X mouse are reversed after they appear," said Eric Klann, a professor at New York University's Center for Neural Science. "This is very exciting because it suggests that PAK inhibitors could be used for therapeutic purposes to reverse already established mental impairments in fragile X children."

Restoring neuronal connections

Tonegawa, Hayashi, MIT graduate student Bridget M. Dolan of the Department of Biology and colleagues study the molecules that govern the formation of neuronal connections in the brain. They explore how abnormalities in these molecules could interfere with an animal's behavior.

In the brain, small protrusions called dendritic spines on the branch-like dendrites of one neuron receive chemical signals from other neurons and communicate them to the main cell body. The numbers and shapes of dendritic spines are key to normal brain function.

FXS patients have higher numbers of dendritic spines in their brains, but each spine is longer and thinner, and transmits weaker electric signals, than those in non-affected individuals. When the enzymatic activity of PAK was inhibited in the FXS mice, abnormalities in their spine number and structure-as well as the weaker electrical communication between their neurons-were reversed.

Reversing behavioral symptoms

The FXS mice exhibited symptoms similar to those in FXS patients. These included hyperactivity; purposeless, repetitive movements reminiscent of autistic people; attention deficits and difficulty with learning and memory tasks.

"These behavioral abnormalities are ameliorated, partially or fully, by inhibiting the enzymatic activity of PAK," Tonegawa said. "Notably, due to an elegant genetic manipulation method employed by the Picower Institute researchers, PAK inhibition in the FXS mice did not take place until a few weeks after appearance of disease symptoms. This implies that future treatment may still be effective even after symptoms are already pronounced."

"While future studies will be necessary to further characterize the precise molecular nature of the interaction between PAK and FMR1, our findings clearly demonstrate that PAK inhibition can counteract several key cellular and behavioral symptoms of FXS," the authors noted.

In addition to Tonegawa, a Howard Hughes Medical Institute investigator, Hayashi and Dolan, authors include colleagues at the National Institute of Mental Health and Neurosciences; the Tata Institute of Fundamental Research in India; and Seoul National University in Korea.

This work was supported by the FRAXA Foundation, the Simons Foundation, the Wellcome Trust and the National Institutes of Health.

Note: This story has been adapted from a news release issued by Massachusetts Institute of Technology.

Protein mutations link to autism

Scientists have discovered how mutations in two key proteins may lead to autism.

They have shown one protein increases the excitability of nerve cells, while the other inhibits cell activity.

The University of Texas team found that in normal circumstances the proteins balance each other out.

But the study, published in Neuron, suggests that in people with autism the balance between the proteins is knocked out of kilter.

The findings back the theory that autism involves an imbalance between excitatory and inhibitory connections between nerve cells.

The proteins, which serve to physically link nerve cells together, were discovered by the team at the university's Southwestern Medical Center more than a decade ago.

However, until the latest study their exact function had been unclear.

Lead researcher Dr Ege Kavalali said: "Mutations in these proteins have recently been linked to certain varieties of autism.

"This work provides clear insight into how the proteins function. We can never design a therapeutic strategy without knowing what these mutations do."

Bridge between cells

The proteins - neuroligin-1 and neuroligin-2 - create a physical bridge at the junction - or synapse - of nerve cells, enabling them to make connections with others.

In studies on rats the researchers showed that raising levels of both proteins in nerve cells led to the creation of extra synapses.

Neuroligin-1 was associated with excitatory connections and neuroligin-2 with inhibitory connections.

When they introduced a mutant form of neuroligin-1 thought to be carried by some people with autism the number of synapses fell dramatically - and the cells became significantly less excitable.

Infants are born with far more synapses than survive to adulthood. Active synapses proliferate during development, but inactive synapses are culled.

The latest research suggests that carrying a mutant form of neuroligin-1 may depress the number of synapses that make it into adulthood.

This could hamper the ability of nerve cells to make the usual connections, and lead to the deficits seen in people with autism.

It affects the way a person communicates and interacts with other people.

Communication problems

People with autism cannot relate to others in a meaningful way. They also have trouble making sense of the world at large.

As a result, their ability to develop friendships is impaired. They also have a limited capacity to understand other people's feelings.

Autism is often also associated with learning disabilities.

Professor Simon Baron-Cohen, director of the Autism Research Centre at the University of Cambridge, said research into the role of neuroligins in autism was important.

He said: "We need to know more about both the genes that code for neuroligins, and the neuroligins themselves, to establish if they play a specific role in the cause of autism spectrum conditions and in which subgroup.

"Understanding how the autistic brain is different to the neurotypical brain will have significant implications for education and intervention."

Dan Olmsted, la propagation de rumeurs et la science

EDITORIAL

Dan Olmsted ferait mieux de s'occuper ne pas s'occuper de sujets qui le dépassent. Journaliste d'une série d'articles qui ne font que marteler les mêmes erreurs, dans l'espoir sans doute de les rendre plus crédibles, il finit surtout par lasser même les parents les plus crédules.

Dans le dernier opus, il nous parle des coïncidences et arrive à s'étonner lui-même. Ainsi, il affirme:

The autism rate rises in tandem with increasing numbers of vaccines that contain a known neurotoxin, ethyl mercury.

Public health authorities say that's coincidence.

Effectivement, les autorités médicales ont raison. Ce sont des coïncidences. Pour le prouver, il suffit d'en trouver d'autres. Le taux d'autisme augmente aussi avec l'utilisation des téléphones portables, des ordinateurs, de la crème solaire, des congés payés, de l'élargissement de la définition de l'autisme, etc. Bref, de tout ce qui augmente en fonction du temps. En statistiques, on appelle ça une corrélation temporelle. Dans le langage courant: une coïncidence.
Dan Olmsted oublie tout simplement de dire que la fameuse 'neurotoxine', le thimerosal, en fait un adjuvant permettant d'activer les défenses immunitaires et donc de limiter les doses et le nombre de piqures, a été retiré des vaccins infantiles depuis plus de dix ans et que le taux d'autisme n'a pas décru pour autant. Et ça, Mr Olmsted, ce n'est plus une coïncidence, c'est une démonstration de la fausseté flagrante de cette théorie.

Mr Olmsted continue dans son obsession:

Parents say their children became autistic after receiving mercury-containing vaccinations, sometimes several shots in one day.

Pediatricians call that coincidence, too.

Incroyable, l'autisme arrive dans une période de vaccin ! A-t-il eu des enfants ? Il suffit de calculer le nombres de vaccins que le nouveau-né reçoit dans les trois premières années de sa vie et de diviser par 36 pour savoir qu'il n'y a pas beaucoup de mois sans piqure. Quel est le risque qu'un autisme, qui se manifestera pendant ces trois premières années, soit remarqué à 15 jours maximum d'une piqure ? A peu près une chance sur une. Plus qu'il n'en faut pour que certains parents en quête de sens opèrent une corrélation douteuse.
Si l'autisme se déclenche aussi à chaque fois à moins de trois jours du dernier repas de votre bambin, faut-il aussi le priver de nourriture ? Ca aussi, c'est un événement qui a une chance sur un de se produire.
Rappelons encore que les vaccins, contrairement aux affirmations mensongères de Mr Olmsted ne comportent plus de thimerosal depuis plus de dix ans. Ou en est la fantastique décrue de l'autisme qu'on peut donc légitimement attendre depuis sept ans ?

Olmsted continue ses divagations:

Another remarkable fact that caught my attention: Autism was first identified in both the United States and Europe at almost exactly the same time. Child psychiatrist Leo Kanner published his landmark paper at Johns Hopkins University in Baltimore in 1943; pediatrician Hans Asperger published his -- about a slightly less severely affected group of children -- in Vienna in 1944. Cut off by a world war, neither knew of the other's work.

Coincidence, say the experts, who attribute the timing to improving diagnostic techniques in both countries.

Mr Olsmted devrait relire l'histoire des sciences. Il trouverait de nombreux exemples de ce genre de 'coïncidences'. Mais ce domaine n'est pas non plus son fort.

Et ici, il commence à affirmer sans la moindre preuve, sur la base de coïncidences avec des vaccins qui ne contiennent rien de ce qu'il prétend:

If it's not a coincidence that autism arose simultaneously on separate continents, that suggests something happened in two places at once to trigger the disorder.

Là, il affirme que l'autisme n'existait pas avant les vaccins et que ces troubles sont apparus juste à ce moment. Or l'autisme ne pouvait pas être diagnostiqué avant qu'on ait défini ce qu'on entend par là. Les cas d'autisme d'avant cette définition étaient classifiés parmi les "folies", "retard mentaux", etc. Normal qu'on ne trouve aucun cas d'autisme au moyen âge, le mot n'avait même pas été inventé. Ce qui ne veut pas dire que la chose que ce mot recouvre aujourd'hui n'existait pas. Mr Olmsted prétendrait certainement que l'ADN n'existait pas avant qu'on le découvre ! C'est la génération spontanée version XXIème siècle.

Et Mr Olmsted saute immédiatement sur une conclusion, assez bête puisque les cas génétiques ont été montrés par plusieurs études sérieuses (ce blog leur est dédié):

And that would suggest genes are not the fundamental factor, though they certainly could be implicated in making some children susceptible to whatever the new exposure was.

Récapitulons: le thimerosal aurait déclenché une épidémie d'autisme qui continuerait d'augmenter depuis dix ans malgré son retrait des vaccins. Les gènes ne seraient pas un facteur fondamental mais l'épidémie touche quatre fois plus de garçons que de filles, signe impliquant généralement une sensibilité génétique sur le chromosome X ou Y.

Et Olsmted rabâche le même mensonge ad libitum:

Remember, this type of mercury didn't exist in nature; it's man-made, and Kharasch is the man who made it marketable.

Il oublie une fois de plus que ce dont il parle n'existe plus. Il continue, de façon assez ridicule, en prévenant maintenant qu'il fait des hypothèses:

So what might have happened -- warning, hypothesis ahead -- is that some early exposures to ethyl mercury came from inhaling or otherwise coming into contact with it via that agricultural route. And some of the children exposed to this novel and neurotoxic form of mercury developed a novel neurological disorder called autism.

Là, Olmsted se rend compte qu'il fait des hypothèses ! Parce que jusqu'à présent, il croyait exposer des faits ! Et il dérape: maintenant il n'accuse plus les vaccins mais s'apprête à accuser les pesticides. Alors bien sûr, personne ne prétendrait qu'il est bon pour la santé de respirer des pesticides à hautes doses toute la journée. Il y a même des règlements de plus en plus sévères contre ça.
Olmsted change de produit, et passe du thimerosal aux pesticides. Quelle rigueur dans la pensée ! Donc les autismes se trouveraient principalement chez les agriculteurs, si nous comprenons bien le cheminement tortueux de cette personne. Très bien !

Olmsted continue ses imprécations:

Now check this out: Among the earliest cases seen in Europe were 10 identified by a Dutch researcher named D. Arn Van Krevelen. One of the 10 fathers was a horticulturalist; another was a florist's salesman.

Alors les agriculteurs qui vaporisent les pesticides à haute dose n'ont rien mais un pauvre fleuriste s'en prend plein la figure ! Là, Olmsted prend carrément les parents d'enfants autistes pour des imbéciles.

Je laisse la conclusion à Olmsted:

Maybe that's no coincidence.

En effet, il n'y en a pas: Olsmted est fait pour l'astrologie, les tarots et la lecture des lignes de la main. Vu son peu d'attachement aux faits réels, il devrait éviter la science et même le journalisme.

Les vaccins, le thimerosal, la science et les rumeurs

EDITORIAL

La sensibilité des parents d'enfants avec autisme aux rumeurs est compréhensible. Toute explication, même irrationnelle, est bonne pour ceux qui subissent un mal qui frappe apparemment à l'aveugle. C'est une tendance naturelle de l'homme à projeter du sens dans ce qui nous entoure. Le processus n'est donc pas nouveau: avant l'ère scientifique, on imaginait un panthéon de dieux, l'influence des astres, ou des causes physiques imaginaires comme les 'humeurs', les 'méridiens', le 'terrain', etc.

Aujourd'hui, le recul de la religion et des anciennes superstitions aidant, ce sont les rumeurs colportées par Internet qui fleurissent. La 'preuve', c'est la multiplication de celles-ci depuis qu'Internet se démocratise. Evidemment, il s'agit ici d'une corrélation. Mais tout le monde peut comprendre rationnellement la causalité entre la pénétration d'Internet et la facilité de diffusion de rumeurs infondées.

Des rumeurs persistantes font état d'une corrélation entre l'administration de vaccins et l'incidence de l'autisme. En fait il y a plusieurs rumeurs différentes et incompatibles entre elles. L'une accuse un composant des vaccins, le thimerosal en particulier (un adjuvant qui était rajouté aux vaccins pour en accroitre l'efficacité et dont le mercure est un composant). Une autre accuse spécifiquement le vaccin ROR (rougeole-oreillons-rubéole) et le virus de la rougeole en particulier. Une troisième accuse le vaccin contre la varicelle. Aucun rapport entre ces trois rumeurs, mais elles sont souvent amalgamées par les parents d'enfants avec autisme. Une dernière rumeur, plus récente, accuse les téléphones portables tout en balayant du revers de la main les autres rumeurs, par des arguments rationnels qui permettent de la balayer elle-même !

Qu'en est-il en réalité ? Toutes les études accusant les vaccins ont été discréditées depuis plusieurs années par des analyses a posteriori. Les accusations de Wakefield contre le vaccin ROR a été discréditées lorsque la presse scientifique a révélé le conflit d'intérêt qui le liait à un des parents d'enfants en procès contre les services médicaux, ainsi que l'origine curieuse du financement de son étude, par ailleurs largement biaisée du point de vue technique.

Les accusations contre le thimerosal sont tombées lorsque le Danemark, qui a abandonné le thimerosal dans les vaccins infantiles depuis 1992 n'a pas vu diminuer l'incidence de l'autisme, au contraire. La Suède a suivi le même chemin que le Danemark et réduit considérablement l'utilisation du thimerosal depuis les années 1980. Là non plus, aucune diminution de l'incidence de l'autisme. S'il y a un ou des facteurs environnementaux impliqués, une chose est maintenant sure: le thimerosal n'a pas grand chose à voir avec.
Certains parents insistent sur les similitudes entre un empoisonnement au mercure et les symptômes de l'autisme. Outre que cette similitude est une vue de l'esprit, il est curieux qu'un empoisonnement au mercure soit soudainement sensible au sexe de l'enfant, au point qu'il touche dix fois plus souvent les garçons que les filles. Si c'est un facteur environnemental qui favorise l'autisme, ce facteur environnemental se préoccupe beaucoup du sexe de l'enfant, ce qui signalerait une sensibilité génétique portant sur le chromosome X (les enfants de sexe masculin n'en possédant qu'un, ils sont plus sensibles aux défauts génétiques sur ce chromosome). Le facteur génétique est donc une piste beaucoup plus crédible, même si un facteur environnemental est probablement à l'oeuvre, favorisant ces défauts chromosomiques.

Passons au téléphone portable. La aussi, il s'agit d'une corrélation temporelle (c'est à dire une coïncidence) qui est avancée par les parents d'enfants avec autisme. C'est la même corrélation temporelle qui leur permettait d'incriminer le vaccin ROR, introduit environ au même moment que se développait le téléphone portable. Mais c'est également au même moment que l'ordinateur individuel et ses nombreux produits toxiques, comme les PCB, est arrivé. Tous ces outils utilisent les mêmes technologies et donc leur apparition a été simultanée.
Alors pourquoi les téléphones portables et pas les ordinateurs ? Peut-être parce que les adeptes d'une théorie contre les ordinateurs portables ne pourraient plus justifier de leur utilisation d'Internet pour répandre la rumeur ! Alors que les téléphones portables, eux, n'ont pas cet 'inconvénient', vu qu'ils ne permettent pas la communication de masse.
Reste à savoir combien de temps les bébés passent avec le téléphone portable collé à l'oreille pour expliquer l'augmentation des cas d'autisme. Sachant que l'effet des ondes émises par les portables diminue considérablement dès lors que le téléphone est situé à 15cm de la tête, on se demande comment les bébés pourraient en pâtir, à moins de supposer que les parents laissent leur téléphone branché dans le berceau ou le landau du petit, ou que la mère le porte sur son ventre pendant toute la grossesse au lieu de le mettre comme d'habitude dans son sac à main. Cette théorie fera aussi long feu que les autres, sans doute, mais aura l'avantage sur les autres de ne pas causer de mort par défaut de vaccination.

Toutes ces rumeurs n'ont aucun fondement mais perdurent uniquement, à l'instar de toutes les légendes urbaines, colportées par des personnes qui n'ont généralement aucune formation scientifique ou médicale et sont prêtes à écarter tout argument rationnel qui irait à l'encontre de leurs convictions toutes faites. Elles sont très généreusement reprises par les médias en quête de scoop, quitte à faire du réchauffé.

L'effet global est que les scientifiques passent plus de temps à discréditer ces théories pseudo-scientifiques et moins de temps à rechercher les véritables causes. Sans oublier qu'elles ont diminué la couverture vaccinale nécessaire pour empêcher une épidémie de se produire. La conséquence est claire: de nouvelles épidémies de rougeole et de varicelle se produisent, là où elles avaient disparu depuis longtemps. L'Angleterre a été ainsi réexpédiée en quelques années dans le tiers-monde de la vaccination. Un enfant en est déjà mort. Est-ce que les convictions de quelques irresponsables valait ce prix ? Ceux qui le croient devraient pouvoir supporter de le dire en face aux parents de la victime.