Proteomic analysis of post mortem brain tissue from autism patients: evidence for opposite changes in prefrontal cortex and cerebellum in synaptic connectivity-related proteins

Traduction: G.M.

Mol Autism. 2014 Jul 30;5:41. doi: 10.1186/2040-2392-5-41. eCollection 2014.

L'analyse protéomique des tissus du cerveau post-mortem de patients avec autisme: la preuve des changements opposés dans le cortex préfrontal et le cervelet dans les protéines liées à la connectivité synaptique

Broek JA¹, Guest PC¹, Rahmoune H¹, Bahn S².

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Abstract

BACKGROUND:

Autism is a neurodevelopmental disorder characterized by impaired language, communication and social skills. Although genetic studies have been carried out in this field, none of the genes identified have led to an explanation of the underlying causes. Here, we have investigated molecular alterations by proteomic profiling of post mortem brain samples from autism patients and controls. The analysis focussed on prefrontal cortex and cerebellum as previous studies have found that these two brain regions are structurally and functionally connected, and they have been implicated in autism.
L'autisme est un trouble neurologique caractérisé par des troubles du langage, de la communication et des compétences sociales. Bien que les études génétiques ont été réalisées dans ce domaine, aucun des gènes identifiés n'a conduit à une explication des causes sous-jacentes. 
Ici, nous avons étudié des anomalies moléculaires par profilage protéomique (Note de traduction :La protéomique, c’est l’histoire de la chenille et du papillon. Ces deux organismes apparemment si différents ont exactement le même génome. Ce qui les distingue, ce sont les produits finaux d’expression de leurs gènes, c’est à dire leurs protéines. Cet exemple montre à quel point il est nécessaire, pour comprendre un organisme, de s’intéresser à ses protéines et pas seulement à son génome. La protéomique consiste à étudier l’ensemble des protéines d’un organisme, d’un fluide biologique, d’un organe, d’une cellule ou même d’un compartiment cellulaire.) des échantillons post mortem du cerveau de patients atteints de l'autisme et des contrôles. L'analyse a porté sur le cortex préfrontal et le cervelet que des études antérieures ont montré que ces deux régions du cerveau sont structurellement et fonctionnellement reliés, et ils ont été impliqués dans l'autisme. 

METHODS:

Post mortem prefrontal cortex and cerebellum samples from autism patients and matched controls were analysed using selected reaction monitoring mass spectrometry (SRM-MS). The main objective was to identify significantly altered proteins and biological pathways and to compare these across these two brain regions.

RESULTS:

Targeted SRM-MS resulted in identification of altered levels of proteins related to myelination, synaptic vesicle regulation and energy metabolism. This showed decreased levels of the immature astrocyte marker vimentin in both brain regions, suggesting a decrease in astrocyte precursor cells. Also, decreased levels of proteins associated with myelination and increased synaptic and energy-related proteins were found in the prefrontal cortex, indicative of increased synaptic connectivity. Finally, opposite directional changes were found for myelination and synaptic proteins in the cerebellum.

CONCLUSION:

These findings suggest altered structural and/or functional connectivity in the prefrontal cortex and cerebellum in autism patients, as shown by opposite effects on proteins involved in myelination and synaptic function. Further investigation of these findings could help to increase our understanding of the mechanisms underlying autism relating to brain connectivity, with the ultimate aim of facilitating novel therapeutic approaches.
Ces résultats suggèrent une modification de la connectivité structurelle et/ou fonctionnelle dans le cortex préfrontal et le cervelet des personne avec autisme, comme indiqué par des effets opposés sur les protéines impliquées dans la myélinisation et la fonction synaptique. Une enquête plus approfondie de ces résultats pourraient aider à améliorer notre compréhension des mécanismes sous-jacents à l'autisme relatives à la connectivité du cerveau, dans le but ultime de faciliter de nouvelles approches thérapeutiques. 

PMID: 25126406