L'excitotoxicité du glutamate induite par l'acide propionique administré par voie orale, un acide gras à chaîne courte peut être améliorée par le pollen d'abeille

Aperçu: G.M.

Les modèles de rongeurs peuvent guider les recherches visant à identifier soit des neuro-toxiques environnementaux, soit des médicaments ayant des effets neuro-thérapeutiques.Ce travail vise à étudier les effets thérapeutiques du pollen d'abeille sur l'excitotoxicité du glutamate cérébral et le l'altération du circuit glutamine-glutamate-gamma amy-butyrique (GABA) induit par l'acide propionique (PPA), un acide gras à chaîne courte, chez les petits de rat. 

Les résultats ont montré que le PPA a provoqué de multiples signes d'excitotoxicité, mesurés par l'élévation du glutamate et du ratio glutamate / glutamine et la diminution de GABA, de la glutamine et du ratio GABA / glutamate. Le pollen d'abeille a été efficace pour contrer les effets neurotoxiques de la PPA dans une certaine mesure.En conclusion, le pollen d'abeille démontre des effets d'amélioration sur l'excitotoxicité du glutamate et sur l'altération du circuit glutamine-glutamate-GABA comme deux mécanismes étiologiques dans la neurotoxicité induite par le PPA.

Lipids Health Dis. 2017 May 22;16(1):96. doi: 10.1186/s12944-017-0485-7.

Glutamate excitotoxicity induced by orally administered propionic acid, a short chain fatty acid can be ameliorated by bee pollen

El-Ansary A^1,2,3,4, Al-Salem HS⁵, Asma A⁶, Al-Dbass A⁷.

Author information

1

Central Laboratory, Female Center for Medical Studies and Scientific Section, King Saud University, Riyadh, Saudi Arabia. afafkelansary@gmail.com.

2

Autism Research and Treatment Center, Riyadh, Saudi Arabia. afafkelansary@gmail.com.

3

Shaik AL-Amodi Autism Research Chair, King Saud University, Riyadh, Saudi Arabia. afafkelansary@gmail.com.

4

Medicinal Chemistry Department, National Research Centre, Dokki, Cairo, Egypt. afafkelansary@gmail.com.

5

Department of Pharmaceutical Chemistry, College of Pharmacy, King Saud University, Riyadh, Saudi Arabia.

6

Central Laboratory, Female Center for Medical Studies and Scientific Section, King Saud University, Riyadh, Saudi Arabia.

7

Department of Biochemistry, Science College, King Saud University, Riyadh, Saudi Arabia.

Abstract

BACKGROUND:

Rodent models may guide investigations towards identifying either environmental neuro-toxicants or drugs with neuro-therapeutic effects. This work aims to study the therapeutic effects of bee pollen on brain glutamate excitotoxicity and the impaired glutamine-glutamate- gamma amino butyric acid (GABA) circuit induced by propionic acid (PPA), a short chain fatty acid, in rat pups.

METHODS:

Twenty-four young male Western Albino rats 3-4 weeks of age, and 45-60 g body weight were enrolled in the present study. They were grouped into four equal groups: Group 1, the control received phosphate buffered saline at the same time of PPA adminstration; Group 2, received 750 mg/kg body weight divided into 3 equal daily doses and served as acute neurotoxic dose of PPA; Group 3, received 750 mg/kg body weight divided in 10 equal doses of 75 mg/kg body weight/day, and served as the sub-acute group; and Group 4, the therapeutic group, was treated with bee pollen (50 mg/kg body weight) for 30 days after acute PPA intoxication. GABA, glutamate and glutamine were measured in the brain homogenates of the four groups.

RESULTS:

The results showed that PPA caused multiple signs of excitotoxicity, as measured by the elevation of glutamate and the glutamate/glutamine ratio and the decrease of GABA, glutamine and the GABA/glutamate ratio. Bee pollen was effective in counteracting the neurotoxic effects of PPA to a certain extent.

CONCLUSION:

In conclusion, bee pollen demonstrates ameliorating effects on glutamate excitotoxicity and the impaired glutamine-glutamate-GABA circuit as two etiological mechanisms in PPA-induced neurotoxicity.

PMID: 28532421

DOI: 10.1186/s12944-017-0485-7

Bases neurobiologiques de la comorbidité de l'autisme et de l'épilepsie: un accent sur le déséquilibre excitation / inhibition

Aperçu: G.M.

Les troubles du spectre de l'autisme (TSA) et l'épilepsie sont des maladies neurologiques courantes de l'enfance, avec une incidence estimée d'environ 0,5 à 1% de la population mondiale. Plusieurs études génétiques, de neuroimagerie  et neuropathologiques ont montré clairement que les TSA et l'épilepsie ont des origines développementales et un degré important d'héritabilité. Plus important encore, les TSA et l'épilepsie coexistent souvent chez la même personne, ce qui suggère une base neurodéveloppementale commune pour ces troubles.  

Les études d'association à l'échelle du génome ont récemment permis d'identifier un nombre important de gènes impliqués dans les TSA et l'épilepsie, dont certains sont mutés dans les syndromes présentant des caractéristiques cliniques du TSA et de l'épilepsie.  

Au niveau cellulaire, les études précliniques et cliniques indiquent que les différentes causes génétiques de la TSA et de l'épilepsie peuvent converger vers une perturbation de l'équilibre excitation / inhibition (E / I), en raison du dysfonctionnement des circuits excitateurs et inhibiteurs dans différentes régions du cerveau .  

Les dysfonctionnements métaboliques et immunitaires, ainsi que les causes environnementales, contribuent également à la pathogenèse des TSA.  

Ainsi, un déséquilibre E / I résultant de déficits neurodéveloppementaux d'origines multiples pourrait représenter un mécanisme pathogène commun pour les deux troubles.

Eur J Neurosci. 2017 Apr 27. doi: 10.1111/ejn.13595.

Neurobiological bases of autism-epilepsy comorbidity: a focus on excitation/inhibition imbalance

Bozzi Y^1,2, Provenzano G³, Casarosa S^2,4.

Author information

1

Neurodevelopmental Disorders Research Group, Centre for Mind/Brain Sciences, University of Trento, Italy.

2

CNR Neuroscience Institute, Pisa, Italy.

3

Laboratory of Molecular Neuropathology, Centre for Integrative Biology, University of Trento, Italy.

4

Laboratory of Neural Development and Regeneration, Centre for Integrative Biology, University of Trento, Italy.

Abstract

Autism spectrum disorders (ASD) and epilepsy are common neurological diseases of childhood, with an estimated incidence of approximately 0.5 - 1% of the worldwide population. Several genetic, neuroimaging and neuropathological studies clearly showed that both ASD and epilepsy have developmental origins and a substantial degree of heritability. Most importantly, ASD and epilepsy frequently coexist in the same individual, suggesting a common neurodevelopmental basis for these disorders. Genome-wide association studies recently allowed for the identification of a substantial number of genes involved in ASD and epilepsy, some of which are mutated in syndromes presenting both ASD and epilepsy clinical features. At the cellular level, both pre-clinical and clinical studies indicate that the different genetic causes of ASD and epilepsy may converge to perturb the excitation/inhibition (E/I) balance, due to the dysfunction of excitatory and inhibitory circuits in various brain regions. Metabolic and immune dysfunctions, as well as environmental causes also contribute to ASD pathogenesis. Thus, an E/I imbalance resulting from neurodevelopmental deficits of multiple origins might represent a common pathogenic mechanism for both diseases. Here, we will review the most significant studies supporting these hypotheses. A deeper understanding of the molecular and cellular determinants of autism-epilepsy comorbidity will pave the way to the development of novel therapeutic strategies. This article is protected by copyright. All rights reserved.

This article is protected by copyright. All rights reserved.

PMID: 28452083

DOI: 10.1111/ejn.13595

Stéréotypies motrices: une revue pathophysiologique

Traduction: G.M.

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Front Neurosci. 2017 Mar 29;11:171. doi: 10.3389/fnins.2017.00171. eCollection 2017.

Motor Stereotypies: A Pathophysiological Review

Péter Z¹, Oliphant ME², Fernandez TV³.

Author information

1

Department of Biology, Sewanee: The University of the SouthSewanee, TN, USA; Department of Chemistry, Sewanee: The University of the SouthSewanee, TN, USA.

2

Yale Child Study Center, Yale University School of Medicine New Haven, CT, USA.

3

Department of Psychiatry, Yale Child Study Center, Yale University School of Medicine New Haven, CT, USA.

Abstract

Les stéréotypes motrices sont des mouvements rythmés, répétitifs et rythmés avec un début typique dans la petite enfance. Bien que le plus souvent décrits chez les enfants avec un diagnostic de trouble du spectre de l'autisme (TSA) et un handicap intellectuel (ID), les stéréotypies peuvent également se manifester sans retard de développement et persévérer à l'âge adulte. Les stéréotypes sont souvent perturbatrices et nocives, à la fois physiquement et socialement, et des traitements efficaces fondés sur des preuves font défaut. Cela peut être attribué, en partie, à notre connaissance incomplète du risque biologique et environnemental sous-jacent. Plusieurs études impliquent divers neurotransmetteurs, circuits cérébrales, loci anatomiques et influences environnementales pré et post-natales dans l'apparition de la stéréotypie et la gravité des symptômes. Cependant, il existe peu de points de convergence parmi un nombre relativement restreint d'études, ce qui indique qu'une plus grande recherche est nécessaire pour confirmer les bases de risque sous-jacentes. Il est particulièrement important de noter que le manque d'études génétiques publiées sur les stéréotypies, en dépit de la preuve des tendances de l'hérédité mendélienne chez certaines familles. Mettre l'accent sur les études futures sur les enfants au développement typique avec des stéréotypies motrices primaires peut être une approche utile pour minimiser l'hétérogénéité biologique, environnementale et génétique potentielle qui pourrait théoriquement entraver des résultats cohérents. En fin de compte, une compréhension plus approfondie de la biologie sous-jacente et des facteurs de risque des stéréotypies motrices nous rapprochera de thérapies ciblées plus efficaces qui allègeront les souffrances chez les enfants touchés.
Motor stereotypies are common, repetitive, rhythmic movements with typical onset in early childhood. While most often described in children with autism spectrum disorder (ASD) and intellectual disability (ID), stereotypies can also present without developmental delay and persist into adulthood. Stereotypies are often disruptive and harmful, both physically and socially, and effective evidence-based treatments are lacking. This can be attributed, in part, to our incomplete knowledge of the underlying biological and environmental risk. Several studies implicate various neurotransmitters, brain circuits, anatomical loci, and pre- and post-natal environmental influences in stereotypy onset and symptom severity. However, there are few points of convergence among a relatively small number of studies, indicating that more research is needed to confirm the underlying bases of risk. Of particular note is the lack of published genetic studies of stereotypies, despite evidence for Mendelian inheritance patterns in some families. Focusing future studies on typically-developing children with primary motor stereotypies may be a useful approach to minimize potential biological, environmental, and genetic heterogeneity that could theoretically hinder consistent findings. Ultimately, a deeper understanding of the underlying biology and risk factors for motor stereotypies will lead us closer to more effective targeted therapies that will alleviate suffering in affected children.

PMID: 28405185

PMCID:PMC5370241

DOI: 10.3389/fnins.2017.00171

Les effets de l'infection prénatale H1N1 chez E16 sur les systèmes de signalisation FMRP, glutamate, GABA et Réelin dans le développement du cervelet murin

Aperçu: G.M.

L'infection virale prénatale a été identifiée comme un facteur de risque potentiel pour le développement de troubles neurodéveloppementaux tels que la schizophrénie et l'autisme.  

L'étude a caractérisé les profils de développement de marqueurs sélectionnés pour ces systèmes dans des cérébelles de souris nées de souris enceintes infectées par le virus de la grippe humaine (H1N1) .

Le cervelet a été choisi du fait des preuves émergentes selon lesquelles il joue un rôle dans l'apprentissage, la mémoire et le traitement émotionnel, tous perturbés dans l'autisme et la schizophrénie.

L'étude fournit des preuves de perturbation de la FMRP, de la glutamatérgie et de la signalisation de Reelin chez la progéniture de souris exposée qui explique les multiples anomalies cérébrales observées dans ce modèle animal.  

J Neurosci Res. 2017 May;95(5):1110-1122. doi: 10.1002/jnr.23949. Epub 2016 Oct 13.

The effects of prenatal H1N1 infection at E16 on FMRP, glutamate, GABA, and reelin signaling systems in developing murine cerebellum

Fatemi SH^1,2, Folsom TD¹, Liesch SB¹, Kneeland RE¹, Karkhane Yousefi M^1,3, Thuras PD⁴.

Author information

1

Department of Psychiatry, Division of Neuroscience Research, University of Minnesota Medical School, Minneapolis, Minnesota.

2

Department of Neuroscience, University of Minnesota Medical School, Minneapolis, Minnesota.

3

Department of Psychiatry and Behavioral Neurosciences, Wayne State University, Detroit, Michigan.

4

VA Medical Center, Department of Psychiatry, Minneapolis, Minnesota.

Abstract

Prenatal viral infection has been identified as a potential risk factor for the development of neurodevelopmental disorders such as schizophrenia and autism. Additionally, dysfunction in gamma-aminobutyric acid, Reelin, and fragile X mental retardation protein (FMRP)-metabotropic glutamate receptor 5 signaling systems has also been demonstrated in these two disorders. In the current report, we have characterized the developmental profiles of selected markers for these systems in cerebella of mice born to pregnant mice infected with human influenza (H1N1) virus on embryonic day 16 or sham-infected controls using SDS-PAGE and Western blotting techniques and evaluated the presence of abnormalities in the above-mentioned markers during brain development. The cerebellum was selected in light of emerging evidence that it plays roles in learning, memory, and emotional processing-all of which are disrupted in autism and schizophrenia. We identified unique patterns of gene and protein expression at birth (postnatal day 0 [P0]), childhood (P14), adolescence (P35), and young adulthood (P56) in both exposed and control mouse progeny. We also identified significant differences in protein expression for FMRP, very-low-density lipoprotein receptor, and glutamic acid decarboxylase 65 and 67 kDa proteins at specific postnatal time points in cerebella of the offspring of exposed mice. Our results provide evidence of disrupted FMRP, glutamatergic, and Reelin signaling in the exposed mouse offspring that explains the multiple brain abnormalities observed in this animal model. © 2016 Wiley Periodicals, Inc.

© 2016 Wiley Periodicals, Inc.

PMID: 27735078

PMCID: PMC5352480 [Available on 2017-11-01]

DOI: 10.1002/jnr.23949

*Le métabolisme des neurotransmetteurs modifié chez les adolescents "avec autisme" "de haut niveau"

Traduction: G.M.

Psychiatry Res. 2016 Sep 20;256:44-49. doi: 10.1016/j.pscychresns.2016.09.007.

Altered neurotransmitter metabolism in adolescents with high-functioning autism

Drenthen GS¹, Barendse EM², Aldenkamp AP³, van Veenendaal TM⁴, Puts NA⁵, Edden RA⁵, Zinger S⁶, Thoonen G⁷, Hendriks MP⁸, Kessels RP⁹, Jansen JF¹⁰.

Author information

• ¹Department of Electrical Engineering, Eindhoven University of Technology, Eindhoven, The Netherlands; School for Mental Health and Neuroscience, Maastricht University Medical Center, Maastricht, The Netherlands; Department of Radiology, Maastricht University Medical Center, Maastricht, The Netherlands.
• ²Department of Neurology, Maastricht University Medical Center, Maastricht, The Netherlands; Department of Behavioral Sciences, Epilepsy Center Kempenhaeghe, Heeze, The Netherlands; Donders Institute for Brain, Cognition and Behaviour, Radboud University Nijmegen, Nijmegen, The Netherlands.
• ³Department of Electrical Engineering, Eindhoven University of Technology, Eindhoven, The Netherlands; Department of Neurology, Maastricht University Medical Center, Maastricht, The Netherlands; School for Mental Health and Neuroscience, Maastricht University Medical Center, Maastricht, The Netherlands; Department of Behavioral Sciences, Epilepsy Center Kempenhaeghe, Heeze, The Netherlands.
• ⁴School for Mental Health and Neuroscience, Maastricht University Medical Center, Maastricht, The Netherlands; Department of Radiology, Maastricht University Medical Center, Maastricht, The Netherlands; Department of Behavioral Sciences, Epilepsy Center Kempenhaeghe, Heeze, The Netherlands.
• ⁵Russell H. Morgan Department of Radiology and Radiological Science, The Johns Hopkins University School of Medicine, Baltimore, MD, USA; F.M. Kirby Center for Functional Brain Imaging, Kennedy Krieger Institute, Baltimore, MD, USA.
• ⁶Department of Electrical Engineering, Eindhoven University of Technology, Eindhoven, The Netherlands; Department of Behavioral Sciences, Epilepsy Center Kempenhaeghe, Heeze, The Netherlands.
• ⁷Special Education School de Berkenschutse, Sterkselseweg 65, 5591 VE Heeze, The Netherlands.
• ⁸Donders Institute for Brain, Cognition and Behaviour, Radboud University Nijmegen, Nijmegen, The Netherlands; Department of Behavioral Sciences, Epilepsy Center Kempenhaeghe, Heeze, The Netherlands.
• ⁹Donders Institute for Brain, Cognition and Behaviour, Radboud University Nijmegen, Nijmegen, The Netherlands; Department of Medical Psychology, Radboud University Nijmegen Medical Center, Nijmegen, The Netherlands.
• ¹⁰School for Mental Health and Neuroscience, Maastricht University Medical Center, Maastricht, The Netherlands; Department of Radiology, Maastricht University Medical Center, Maastricht, The Netherlands. Electronic address: Jacobus.jansen@mumc.nl

Abstract

Des études antérieures ont suggéré que les altérations des neurotransmetteurs excitateurs/inhibiteurs pourraient jouer un rôle crucial dans les troubles du spectre de l'autisme(TSA).  La spectroscopie à résonance magnétique des protons (1H-MRS) peut fournir des informations précieuses sur le métabolisme du cerveau et les concentrations de neurotransmetteurs anormaux . Cependant, peu d'études d'1H-MRS ont été publiées sur le déséquilibre des deux neurotransmetteurs les plus abondants dans le TSA: le glutamate (Glu) et l'acide gamma-aminobutyrique (GABA). De plus, à notre connaissance, aucun de ces études publiées n'est réalisée avec une population d'étude composé uniquement d'adolescents autistes avec un" haut niveau de fonctionnement" (HFA) . La sélection des seules personnes HFA élimine les facteurs pouvant être liés à une déficience intellectuelle au lieu de TSA. Cette étude vise à évaluer les concentrations de neurotransmetteurs Glu et GABA dans l'HFA. Les concentrations occipitales de Glu et de GABA, plus les macromolécules (GABA +) ont été obtenues en utilisant l'1H-MRS par rapport à la créatine (Cr) chez des adolescents avec HFA (n = 15 et n = 13 respectivement) et chez groupe témoin sans HFA (n = 17). La régression linéaire multiple a révélé des concentrations significativement plus élevées Glu / Cr et plus faibles de GABA +/GLU 
dans le groupe HFA par rapport aux témoins.
Ces résultats impliquent que les niveaux asymétriques de neurotransmetteurs d'excitation et d'inhibition sont associés avec l'HFA chez les adolescents.
Previous studies have suggested that alterations in excitatory/inhibitory neurotransmitters might play a crucial role in autism spectrum disorder (ASD). Proton magnetic resonance spectroscopy (¹H-MRS) can provide valuable information about abnormal brain metabolism and neurotransmitter concentrations. However, few ¹H-MRS studies have been published on the imbalance of the two most abundant neurotransmitters in ASD: glutamate (Glu) and gamma-aminobutyric acid (GABA). Moreover, to our knowledge none of these published studies is performed with a study population consisting purely of high-functioning autism (HFA) adolescents. Selecting only individuals with HFA eliminates factors possibly related to intellectual impairment instead of ASD. This study aims to assess Glu and GABA neurotransmitter concentrations in HFA. Occipital concentrations of Glu and GABA plus macromolecules (GABA+) were obtained using ¹H-MRS relative to creatine (Cr) in adolescents with HFA (n=15 and n=13 respectively) and a healthy control group (n=17). Multiple linear regression revealed significantly higher Glu/Cr and lower GABA+/Glu concentrations in the HFA group compared to the controls. These results imply that imbalanced neurotransmitter levels of excitation and inhibition are associated with HFA in adolescents.
Copyright © 2016 Elsevier Ireland Ltd. All rights reserved.

PMID: 27685800

DOI: 10.1016/j.pscychresns.2016.09.007

GABA réduit et fonction somatosensorielle altérée chez les enfants avec trouble du spectre de l'autisme

Traduction: G.M.

Autism Res. 2016 Sep 9. doi: 10.1002/aur.1691.

Reduced GABA and altered somatosensory function in children with autism spectrum disorder

Puts NA^1,2, Wodka EL^3,4,5, Harris AD^6,7,8,9,10, Crocetti D^7,3, Tommerdahl M¹¹, Mostofsky SH^3,4,12, Edden RA^6,7.

Author information

• ¹Russell H. Morgan Department of Radiology and Radiological Science, The Johns Hopkins University School of Medicine, 600 N Wolfe Street, Baltimore, Maryland, 21287. nputs1@jhmi.edu.
• ²F.M. Kirby Center for Functional Brain Imaging, Kennedy Krieger Institute, 707 N Broadway Street, Baltimore, Maryland, 21205. nputs1@jhmi.edu
• ³Center for Neurocognitive and Imaging Research, Kennedy Krieger Institute, 716 N Broadway, Baltimore, Maryland, 21205.
• ⁴Center for Autism and Related Disorders, Kennedy Krieger Institute, 3901 Greenspring Ave, Baltimore, Maryland, 21211.
• ⁵Department of Behavioral Science and Psychiatry, Johns Hopkins University, School of Medicine, 600 N Wolfe Street, Baltimore, Maryland, 21287.
• ⁶Russell H. Morgan Department of Radiology and Radiological Science, The Johns Hopkins University School of Medicine, 600 N Wolfe Street, Baltimore, Maryland, 21287.
• ⁷F.M. Kirby Center for Functional Brain Imaging, Kennedy Krieger Institute, 707 N Broadway Street, Baltimore, Maryland, 21205.
• ⁸Radiology, University of Calgary, 1403 - 29th Street N.W, Calgary, AB, T2N 2T9, Canada.
• ⁹CAIR Program, Alberta Children's Hospital Research Institute, University of Calgary, 1403 - 29th Street N.W, Calgary, AB, T2N 2T9, Canada.
• ¹⁰Hotchkiss Brain Institute and Alberta Children's Hospital Research Institute, 3330 Hospital Drive NW, Calgary, AB, T2N 4N1, Canada.
• ¹¹Department of Biomedical Engineering, University of North Carolina at Chapel Hill, Chapel Hill, North Carolina, 27599.
• ¹²Department of Neurology, Johns Hopkins School of Medicine, 600 N Wolfe Street, Baltimore, Maryland, 21287.

Abstract

Sensory (e.g., touch) abnormalities are common in children with autism spectrum disorder (ASD). In previous work we have shown that children with ASD have altered sensitivity to touch. This altered sensitivity is specific to tasks that involve filtering and habituation to touch. GABA is the main inhibitory neurotransmitter in the human brain, and plays a key role in encoding touch. Previous studies suggest that the GABA system is altered in ASD. Using magnetic resonance spectroscopy (MRS), it is now possible to measure GABA levels in the human brain. Recent MRS work suggests that GABA levels are reduced in ASD. In this study we investigated whether brain GABA levels are altered in ASD and whether changes in brain GABA levels can predict differences in tactile sensitivity. Our results suggest that GABA levels are reduced in sensorimotor areas, but not in occipital visual areas. Lower GABA levels are associated with less "filtering" of touch information, and are not associated with habituation in ASD, whereas they are in typically developing children. Further research is necessary to elucidate the specific GABAergic mechanisms altered in ASD. Our results suggest that reduced brain GABA levels could underlie altered tactile function in ASD, and that altered GABA function in ASD disrupts the link between GABA and behavior. Understanding the link between brain GABA and tactile behavior is an important step in understanding brain behavior links in ASD, potentially leading to future therapies to reduce the severity of sensory symptoms.
Les anomalies sensorielles (par exemple, toucher) sont fréquentes chez les enfants avec trouble du spectre de l'autisme (TSA). Dans des travaux antérieurs, nous avons montré que les enfants avec TSA ont une sensibilité au toucher modifiée.   Cette sensibilité altérée est spécifique aux tâches qui impliquent le filtrage et l'accoutumance au toucher. GABA est le principal neurotransmetteur inhibiteur dans le cerveau humain, et joue un rôle clé dans le codage tactile. Des études antérieures suggèrent que le système du GABA est altéré dans les TSA. En utilisant la spectroscopie par résonance magnétique (SRM), il est maintenant possible de mesurer les taux de GABA dans le cerveau humain. Les récents travaux de SRM  suggère que les niveaux de GABA sont réduits dans les TSA. Dans cette étude, nous avons examiné si les taux cérébraux de GABA sont modifiés dans les TSA et si les changements dans les niveaux de GABA du cerveau peuvent prédire les différences de sensibilité tactile. Nos résultats suggèrent que les niveaux de GABA sont réduits dans les zones sensorimotrices, mais pas dans les zones visuelles occipitales. Des niveaux de GABA inférieurs sont associés avec moins de "filtrage" des informations tactiles, et ne sont pas associés à l'accoutumance dans le TSA, alors qu'ils le sont chez les enfants se développent typiquement. D'autres recherches sont nécessaires pour élucider les mécanismes GABAergiques spécifiques modifiés dans le TSA. Nos résultats suggèrent que des niveaux de GABA cérébral réduit pourraient sous-tendre une modification de la fonction tactile dans le TSA, et qu'une altération de la fonction GABA dans le TSA perturbe le lien entre GABA et le comportement. Comprendre le lien entre le GABA cérébral et le comportement tactile est une étape importante dans la compréhension des liens cerveau-comportement dans le TSA, pouvant conduire à des thérapies futures pour réduire la gravité des symptômes sensoriels.


© 2016 International Society for Autism Research, Wiley Periodicals, Inc.

PMID: 27611990

DOI: 10.1002/aur.1691

Défauts des protéines et récepteurs synaptiques dans les troubles du spectre autistique

Traduction: G.M.

Accès à l'intégralité de l'article en anglais

Front Cell Neurosci. 2014 Sep 11;8:276. doi: 10.3389/fncel.2014.00276. eCollection 2014.

Synaptic proteins and receptors defects in autism spectrum disorders

Chen J¹, Yu S¹, Fu Y¹, Li X².

Author information

• ¹Shanghai Key Laboratory of Psychotic Disorders, Shanghai Mental Health Center, Shanghai Jiao Tong University School of Medicine Shanghai, China.
• ²Department of Neurochemistry, New York State Institute for Basic Research in Developmental Disabilities Staten Island, NY USA.

Résumé

Des études récentes ont montré que des centaines de variantes génétiques, y compris les variants communs et rares, des mutations de novo et rares, et des polymorphismes communs contribuent à la survenue de troubles du spectre autistique (TSA).  
Les mutations dans un certain nombre de gènes tels que neurexine, neuroligine, protéines de densité post-synaptique  95, SH3, et ankyrine multiples domaines répétés 3 (SHANK3), synapsine, géphyrine, cadhérine, et protocadhérine, TAO Kinase 2, et contactine, ont été désignées comme jouant un rôle important dans le développement et la fonction des synapses.  
En outre, les récepteurs synaptiques, tels que les récepteurs de l'acide gamma-aminobutyrique et les récepteurs de glutamate, ont également été associés au TSA. 
Cet examen portera principalement sur ​​les défauts des protéines et récepteurs associés aux TSA et leurs rôles dans la pathogenèse de la TSA par des voies synaptiques. 

Abstract

Recent studies have found that hundreds of genetic variants, including common and rare variants, rare and de novo mutations, and common polymorphisms contribute to the occurrence of autism spectrum disorders (ASDs). The mutations in a number of genes such as neurexin, neuroligin, postsynaptic density protein 95, SH3, and multiple ankyrin repeat domains 3 (SHANK3), synapsin, gephyrin, cadherin, and protocadherin, thousand-and-one-amino acid 2 kinase, and contactin, have been shown to play important roles in the development and function of synapses. In addition, synaptic receptors, such as gamma-aminobutyric acid receptors and glutamate receptors, have also been associated with ASDs. This review will primarily focus on the defects of synaptic proteins and receptors associated with ASDs and their roles in the pathogenesis of ASDs via synaptic pathways.

PMID: 25309321

GABAergic signaling as therapeutic target for autism spectrum disorders

Traduction: G.M.

Accès à l'intégralité de l'article en anglais

Front Pediatr. 2014 Jul 8;2:70. doi: 10.3389/fped.2014.00070. eCollection 2014.

La signalisation GABAergique comme cible thérapeutique pour les troubles du spectre autistique

Cellot G1, Cherubini E2.

Author information

• 1Department of Neuroscience, Scuola Internazionale Superiore di Studi Avanzati , Trieste , Italy.
• 2Department of Neuroscience, Scuola Internazionale Superiore di Studi Avanzati , Trieste , Italy ; European Brain Research Institute , Rome , Italy.

Abstract

γ-Aminobutyric acid (GABA), the main inhibitory neurotransmitter in the adult brain, early in postnatal life exerts a depolarizing and excitatory action. This depends on accumulation of chloride inside the cell via the cation-chloride importer NKCC1, being the expression of the chloride exporter KCC2 very low at birth. 

L'acide γ-aminobutyrique (GABA), principal neurotransmetteur inhibiteur du cerveau adulte, au début de la vie postnatale exerce une dépolarisation et une action excitatrice. Cela dépend de l'accumulation de chlorure à l'intérieur de la cellule par l'intermédiaire de l'importateur de chlorure de cations  NKCC1, étant l'expression de l'exportateur ce chlorure KCC2 très faible à la naissance.

The developmentally regulated expression of KCC2 results in extrusion of chloride with age and a shift of GABA from the depolarizing to the hyperpolarizing direction. The depolarizing action of GABA leads to intracellular calcium rise through voltage-dependent calcium channels and/or N-methyl-d-aspartate receptors. GABA-mediated calcium signals regulate a variety of developmental processes from cell proliferation migration, differentiation, synapse maturation, and neuronal wiring. Therefore, it is not surprising that some forms of neuro-developmental disorders such as autism spectrum disorders (ASDs) are associated with alterations of GABAergic signaling and impairment of the excitatory/inhibitory balance in selective neuronal circuits.

In this review, we will discuss how changes of GABAA-mediated neurotransmission affect several forms of ASDs including the Fragile X, the Angelman, and Rett syndromes. Then, we will describe various animal models of ASDs with GABAergic dysfunctions, highlighting their behavioral deficits and the possibility to rescue them by targeting selective components of the GABAergic synapse.

Dans ce compte-rendu, nous allons discuter de la façon dont les changements de la neurotransmission médiée par GABA affectent plusieurs formes de TSA, y compris les syndromes de l'X fragile,  Angelman, et de Rett. Ensuite, nous allons décrire les différents modèles animaux de TSA avec les dysfonctionnements GABAergiques, mettant en évidence leurs déficits comportementaux et la possibilité de les restaurer en ciblant des composants sélectifs de la synapse GABAergique.

In particular, we will discuss how in some cases, reverting the polarity of GABA responses from the depolarizing to the hyperpolarizing direction with the diuretic bumetanide, a selective blocker of NKCC1, may have beneficial effects on ASDs, thus opening new therapeutic perspectives for the treatment of these devastating disorders.

En particulier, nous allons discuter de la façon dont, dans certains cas, retourner la polarité des réponses GABA dans le sens de la dépolarisation à l'hyperpolarisation avec le diurétique bumétanide, un inhibiteur sélectif de NKCC1, peut avoir des effets bénéfiques sur les TSA, ouvrant ainsi de nouvelles perspectives thérapeutiques pour le traitement de ces troubles dévastateurs. 

PMID:  25072038

Atypical excitation-inhibition balance in autism captured by the gamma response to contextual modulation

Traduction: G.M.

Neuroimage (Amst). 2013 Jul 2;3:65-72. doi: 10.1016/j.nicl.2013.06.015.

Équilibre excitation- inhibition atypique dans l'autisme capturé par la réaction  gamma pour la modulation contextuelle 

Snijders TM, Milivojevic B, Kemner C.

Source

Department of Experimental Psychology, Helmholtz Institute, Utrecht University, P.O. Box 80140, 3508 TC Utrecht, The Netherlands ; Department of Developmental Psychology, Utrecht University, P.O. Box 80140, 3508 TC Utrecht, The Netherlands ; Radboud University Nijmegen, Donders Institute for Brain, Cognition and Behaviour, Centre for Cognitive Neuroimaging, P.O. Box 9101, NL-6500 HB Nijmegen, The Netherlands ; Radboud University Nijmegen, Centre for Language Studies, P.O. Box 9103, NL-6500 HD Nijmegen, The Netherlands.

Abstract

La perception visuelle atypique chez les personnes avec des troubles du spectre autistique (TSA ) est supposée provenir d'un déséquilibre dans les processus excitateurs et inhibiteurs dans le cerveau. Nous avons utilisé des oscillations neuronales dans la gamme de fréquences gamma ( 30 à 90 Hz ) , qui émergent à partir d'une interaction équilibrée d' excitation et d'inhibition dans le cerveau , pour évaluer les procédés de modulation contextuelles au début de la perception visuelle.

Une electroencéphalographie a été enregistrée chez 12 adultes avec TSA à haut fonctionnement de fonctionnement cognitif et chez et 12  participants de contrôle appariés en âge et en QI.

Les oscillations dans la gamme de fréquences de gamma ont été analysées , en réponse à des stimuli constitués de petits éléments en forme de ligne .

La modulation contextuelle  spécifique à l'orientation a été manipulée par augmentation paramétriquement la quantité d'éléments orientés de manière homogène dans les stimuli .

Les stimuli ont suscité une forte réaction de l'état gamma stationnaire autour du taux de rafraîchissement de 60 Hz, ce qui était plus important pour le groupe contrôle que pour les participants avec TSA.

La quantité de l'homogénéité d'orientation ( modulation contextuelle ) a influencé la réponse gamma chez les sujets témoins , tandis que chez les sujets avec TSA ce n'était pas le cas .

L'état ​​d'équilibre de la réponse gamma atypique lors de la modulation contextuelle chez les sujets avec TSA peut saisir le lien entre un déséquilibre entre le traitement neuronal excitateur et inhibiteur et le traitement visuel atypique dans les TSA .

Atypical visual perception in people with autism spectrum disorders (ASD) is hypothesized to stem from an imbalance in excitatory and inhibitory processes in the brain. We used neuronal oscillations in the gamma frequency range (30-90 Hz), which emerge from a balanced interaction of excitation and inhibition in the brain, to assess contextual modulation processes in early visual perception. Electroencephalography was recorded in 12 high-functioning adults with ASD and 12 age- and IQ-matched control participants. Oscillations in the gamma frequency range were analyzed in response to stimuli consisting of small line-like elements. Orientation-specific contextual modulation was manipulated by parametrically increasing the amount of homogeneously oriented elements in the stimuli. The stimuli elicited a strong steady-state gamma response around the refresh-rate of 60 Hz, which was larger for controls than for participants with ASD. The amount of orientation homogeneity (contextual modulation) influenced the gamma response in control subjects, while for subjects with ASD this was not the case. The atypical steady-state gamma response to contextual modulation in subjects with ASD may capture the link between an imbalance in excitatory and inhibitory neuronal processing and atypical visual processing in ASD.

PMID: 24179850