Aperçu: G.M.
Les
"troubles du spectre de l'autisme" sont un groupe de troubles neurodéveloppementales envahissantes à étiologie hétérogène,
caractérisées par des déficits de cognition sociale, de communication et
de flexibilité comportementale. Malgré
un effort scientifique croissant pour trouver les explications
physiopathologiques du trouble, les liens neurobiologiques restent
flous. Une
grande quantité de preuves suggère que les processus pathologiques qui
se déroulent dans le neurodéveloppement embryonnaire précoce pourraient
être responsables de la manifestation ultérieure des symptômes
autistiques. Ce
développement dysfonctionnel comprend des processus de maturation /
différenciation altérés, des perturbations dans la communication
cellule-cellule et un rapport déséquilibré entre certaines populations
neuronales. Tous ces processus dépendent fortement de l'interconnectivité et des organisations tridimensionnelles du cerveau. En
outre, afin de mieux comprendre la neurobiologie complexe des "troubles
du spectre de l'autisme", des modèles de troubles valides sont essentiels.
Les
cellules souches pluripotentes induites pourraient potentiellement
aider à élucider les mécanismes complexes du trouble et conduire au
développement d'un traitement individualisé plus efficace. L'approche
des cellules souches pluripotentes induites permet la comparaison entre
le développement de divers phénotypes cellulaires générés à partir de
lignées cellulaires de patients et d'individus sans troubles.
Une
nouvelle technologie organoïde avancée permet de créer des modèles
tridimensionnels in vitro du développement du cerveau et de
l'interconnectivité structurelle, basés sur des cellules souches
pluripotentes induites dérivées des individus respectifs. Le plus grand défi pour la modélisation des maladies psychiatriques in
vitro est de trouver et d'établir le lien entre les résultats
cellulaires et moléculaires avec les symptômes cliniques, et de donner
un aperçu de la faisabilité et de l'applicabilité de ce nouvel outil
d'ingénierie tissulaire en psychiatrie.
Biol Psychiatry. 2017 Nov 16. pii: S0006-3223(17)32197-2. doi: 10.1016/j.biopsych.2017.11.011.
Psychiatry in a Dish: Stem Cells and Brain Organoids Modeling Autism Spectrum Disorders
Ilieva M1, Fex Svenningsen Å2, Thorsen M3, Michel TM4.
Author information
- 1
- Department of Psychiatry, University of Southern Denmark, Odense, Denmark. Electronic address: milieva@health.sdu.dk.
- 2
- Department of Neuroscience Research, University of Southern Denmark, Odense, Denmark.
- 3
- Department of Psychiatry, University of Southern Denmark, Odense, Denmark.
- 4
- Department of Psychiatry, University of Southern Denmark, Odense, Denmark; Odense Center for Applied Neuroscience BRIDGE, University of Southern Denmark, Psychiatry in the Region of Southern Denmark, Odense University Hospital, Odense, Denmark.
Abstract
Autism
spectrum disorders are a group of pervasive neurodevelopmental
conditions with heterogeneous etiology, characterized by deficits in
social cognition, communication, and behavioral flexibility. Despite an
increasing scientific effort to find the pathophysiological explanations
for the disease, the neurobiological links remain unclear. A large
amount of evidence suggests that pathological processes taking place in
early embryonic neurodevelopment might be responsible for later
manifestation of autistic symptoms. This dysfunctional development
includes altered maturation/differentiation processes, disturbances in
cell-cell communication, and an unbalanced ratio between certain
neuronal populations. All those processes are highly dependent on the
interconnectivity and three-dimensional organizations of the brain.
Moreover, in order to gain a deeper understanding of the complex
neurobiology of autism spectrum disorders, valid disease models are
pivotal. Induced pluripotent stem cells could potentially help to
elucidate the complex mechanisms of the disease and lead to the
development of more effective individualized treatment. The induced
pluripotent stem cells approach allows comparison between the
development of various cellular phenotypes generated from cell lines of
patients and healthy individuals. A newly advanced organoid technology
makes it possible to create three-dimensional in vitro models of brain
development and structural interconnectivity, based on induced
pluripotent stem cells derived from the respective individuals. The
biggest challenge for modeling psychiatric diseases in vitro is finding
and establishing the link between cellular and molecular findings with
the clinical symptoms, and this review aims to give an overview over the
feasibility and applicability of this new tissue engineering tool in
psychiatry.
- PMID:29295738
- DOI:10.1016/j.biopsych.2017.11.011
