Scientists home in on key spot in brain for autism risk

Traduction : J.V.

 

Les scientifiques se dirigent sur une place clé dans le cerveau pour le risque d'autisme

 
Emily Singer - 4 mai 2013 – SFARI / IMFAR

Brain Maps

L’analyse de l'expression des gènes peut aider à diagnostiquer le rôle des gènes candidats pour l'autisme.

En analysant les profils d'expression de neuf gènes candidats pour l'autisme, les chercheurs ont identifié une population de cellules et un temps de sélection au cours du développement du fœtus qui peuvent être la clé de la maladie.

Les chercheurs, membres du laboratoire de Matthew State de l'Université Yale, ont présenté les résultats préliminaires de ces travaux vendredi à la Conférence internationale 2013 pour Autism Research à San Sebastián, en Espagne.

L'équipe de State a précédemment identifié ces neuf candidats par séquençage des exomes - les portions codant pour des protéines du génome - de centaines de familles qui ont un enfant avec l'autisme. Chacun des gènes s'est avéré être muté dans deux ou plusieurs personnes atteintes d'autisme.

Lors d'une conférence publique tenue à la Fondation Simons à New York en Avril, State a dit que quand il a demandé à un collègue biologiste cellulaire comment explorer davantage le rôle de ces mutations, la réponse du collègue, c'est qu'ils doivent d'abord déterminer sur quel type de cellule se concentrer et quel moment du développement est le plus pertinent pour l'autisme.

La même mutation peut avoir des effets différents dans diverses cellules, et à des moments différents, ce qui rend difficile de déterminer le rôle des mutations qui jouent dans l'autisme.

L'équipe de State a utilisé une base de données accessible au public appelée BrainSpan qui cartographie l'expression du gène dans différentes régions du cerveau du développement du fœtus à l'adolescence et l'âge adulte. State s’est déplacé en Mars à l'Université de Californie, San Francisco, où il est directeur de l'Institut Langley Porter Psychiatric.

En analysant les données d'expression génique des gènes candidats, les chercheurs se sont dirigés sur un ensemble spécifique de neurones dans le cortex préfrontal et le cortex somatosensoriel primaire moteur à un moment qui est à mi-chemin à travers le développement du fœtus. Ils peuvent étudier les effets des mutations dans ces cellules dans des modèles animaux, ou utiliser des cellules souches humaines pour générer des neurones avec les mutations.

«Nous avons des généticiens et des neurobiologistes qui travaillent ensemble, c'est incroyable", dit Thomas Bourgeron, directeur de l’Unité des fonctions cognitives et de la génétique humaine à l'Institut Pasteur de Paris, qui n'était pas impliqué dans l'étude. "Le lien entre les mutations génétiques et l'expression des gènes est si important."

State et son équipe ont créé un réseau intégrant les 9 gènes candidats et 20 autres dont les modes d'expression du gène sont corrélés plus étroitement avec eux. Ils ont également

examiné une liste de gènes candidats de second rang - ceux mutés dans au moins une personne avec autisme - et ont constaté que ces gènes sont plus susceptibles de faire partie du réseau que de se produire par hasard.

"L'hypothèse est que si les gènes partagent étroitement des modes d'expression à travers le développement, il y a une bonne probabilité qu’à un certain moment, ils sont impliqués dans une fonction partagée», a déclaré State à la conférence d’avril.

Les chercheurs ont également examiné le point dans le temps et dans l'espace au cours duquel la plupart des gènes dans le réseau sont exprimés. Ce sommet a lieu à mi-chemin à travers le développement du fœtus, dans le cortex préfrontal et le cortex somatosensoriel.

"Les résultats aident à mettre ces neuf gènes dans le contexte du développement», explique Daniel Geschwind, distingué président en génétique humaine et professeur de neurologie et de psychiatrie à l'Université de Californie, Los Angeles École de médecine. Geschwind n'était pas impliqué dans cette étude, mais travaille sur une approche similaire.

Les gènes exprimés dans le réseau de State ont tendance à être impliqués dans le développement neuronal et la différenciation, la croissance des axones - projections neuronales qui forment les connexions avec d'autres neurones - et la transcription de l'ARN à partir d'ADN, selon Jeremy Willsey, étudiant diplômé dans le laboratoire de State qui a présenté la recherche vendredi.

Les chercheurs disposent de données préliminaires provenant d'une base plus fine à l'Institut Allen pour la science du cerveau à Seattle, qui a cartographié l'expression des gènes dans des types cellulaires spécifiques du cerveau. Ils ont constaté, par exemple, que les profils d'expression des gènes semblent converger sur les neurones qui produisent le glutamate, un messager chimique dans le cerveau qui a été liée à l'autisme.

Les données d'imagerie cérébrale et une meilleure information clinique de personnes avec les diverses mutations aideraient les chercheurs à interpréter les résultats, dit Bourgeron.

Le réseau permet également aux chercheurs de prioriser les gènes de la liste des 100 candidats de second rang pour une étude plus approfondie. «Cela nous donne un moyen de réduire la liste et de le traduire pour la compréhension des suites", a déclaré Willsey.