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Un gène pour mieux comprendre l’autisme et la schizophrénie
Image : © Markus Spiske | Unsplash
Les mammifères ont deux copies (allèles) d’un même gène, chacune d’entre elles étant située sur un des deux chromosomes d’une paire donnée. Suite à des mutations, ces allèles peuvent être présents en surnombre (duplication) ou en une seule copie (délétion) et être impliqués dans l’émergence de certaines pathologies. Chez l’être humain, des variations de CYFIP1, un gène situé sur le chromosome 15 et codant pour la protéine du même nom, sont par exemple associées au développement de troubles du spectre autistique (TSA) et de la schizophrénie, deux maladies neuropsychiatriques.
Perturbation de la connectivité entre les hémisphères cérébraux
Dans une étude publiée le 1er août 2019 dans la revue Nature Communications, l’équipe de Claudia Bagni, professeure ordinaire et directrice du Département des neurosciences fondamentales (DNF) de l’UNIL, montre que la présence d’une seule copie du gène CYFIP1 chez la souris compromet le bon fonctionnement du cerveau et mène à des comportements propres à l’autisme et à la schizophrénie.
En collaboration avec des chercheurs des universités d’Anvers et de Louvain (Belgique), ainsi que de Rome Tor Vergata (Italie), les scientifiques lausannois ont découvert une diminution des connexions neuronales entre les deux hémisphères cérébraux des rongeurs étudiés. « Cette baisse est due à des anomalies au niveau du corps calleux (ou corpus callosum), une aire qui connecte les deux hémisphères et permet ainsi une bonne communication entre les différents lobes cérébraux », indique Claudia Bagni. Concrètement, le volume du corps calleux était plus petit et présentait moins de myéline. Cette substance entoure une partie du neurone, appelée l’axone, et joue un rôle essentiel dans la transmission des signaux électriques entre les cellules. « Ces deux éléments – altération des connexions neuronales et déficiences structurelles du corps calleux – sont connus pour être des marqueurs de l’autisme et de la schizophrénie », explique Nuria Domínguez-Iturza, première auteure de l’étude et postdoctorante au DNF.
Troubles du comportement
L’équipe a également montré, grâce à des tests non invasifs, que la présence d’une seule copie du gène CYFIP1 altère le comportement des souris. Tout comme les individus schizophrènes, elles souffrent d’un déficit de l'inhibition du réflexe de sursaut acoustique (prepulse inhibition en anglais). Normalement, un fort bruit provoque une réaction automatique de sursaut. Lorsque qu’un faible stimulus auditif est présenté avant le son fort, il inhibe la réaction de sursaut. Le cerveau est en effet préparé et supprime la réponse à la forte stimulation. Chez les souris avec une seule copie du gène CYFIP1, ce mécanisme est défaillant : elles continuent de bondir malgré le préstimulus. « Ceci indique une incapacité à filtrer les informations inutiles et dénote des anomalies des fonctions sensori-motrices », souligne Claudia Bagni.
Dans une autre expérience, les neuroscientifiques ont exposé les animaux à plusieurs textures différentes, en l’occurrence deux types de papiers de verre. Curieuses, les souris sans mutation du gène CYFIP1 se sont majoritairement dirigées vers l’élément inconnu, nouveau. Au contraire, les autres ont préféré la texture familière, ce qui suggère des défauts dans le traitement de l'information sensorielle ou un comportement typique de l’autisme.
Entraîner l’équilibre et la motricité : une approche clinique potentielle
Les chercheurs du DNF ont également astreint les rongeurs à deux tâches permettant de repérer les troubles subtils de la fonction motrice. Ils ont ainsi mis en évidence des problèmes d’équilibre et de coordination des mouvements. Lors d'un exercice sur une roue qui tourne, les souris avec la mutation CYFIP1 tombent plus fréquemment que les autres. Et quand elles marchent sur une échelle horizontale, elles ratent davantage de barreaux.
« Aux États-Unis, une personne sur 59 souffre de troubles du spectre autistique. Les problèmes d’équilibre, de stature et de coordination motrice sont des symptômes peu étudiés. Or ces déficits pourraient, dès le plus jeune âge, créer des barrières dans les interactions des enfants avec leur entourage », souligne Claudia Bagni.
Des études récentes suggèrent d’ailleurs que les thérapies basées sur le mouvement peuvent améliorer la communication sociale, l'attention et les problèmes de comportement. Des travaux futurs de Claudia Bagni examineront dans quelle mesure les déficits observés dans l’activité cérébrale et le comportement des souris peuvent être améliorés grâce à un entraînement moteur.
Publié le 1er août par Mélanie Affentranger - Communication FBM