thetransmitter.org Traduction de "Meet the Autism Data Science Initiative grantees" - Calli McMurray - 3 octobre 2025
La semaine dernière [fin septembre], le ministère américain de la Santé et des Services sociaux (HHS) a annoncé les noms des 13 bénéficiaires d'une subvention de l'Autism Data Science Initiative (ADSI), un programme de 50 millions de dollars visant à exploiter les ensembles de données existants pour étudier les facteurs qui contribuent à l'autisme.
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La plupart des projets prévoient d'examiner comment les facteurs environnementaux affectent les personnes ayant des antécédents génétiques différents. « C'est un domaine qui n'a pas reçu suffisamment de financement ou d'attention », déclare David Amaral, professeur émérite de psychiatrie et de sciences comportementales à l'université de Californie, Davis MIND Institute, qui ne fait pas partie des bénéficiaires.
Deux projets sont consacrés à la validation des modèles développés par les autres équipes, à la reproduction de leurs résultats et à l'aide à la reproductibilité de leurs méthodes. Ces deux projets sont des ajouts intéressants qui « auraient été difficiles à financer autrement », explique Catherine Lord, professeure émérite de psychiatrie et d'éducation à l'université de Californie, Los Angeles, qui ne fait pas partie des bénéficiaires. (Pour en savoir plus sur ce que certains chercheurs spécialisés dans l'autisme pensent de l'ADSI.)
L'un des aspects passionnants de cette initiative est la taille importante des ensembles de données utilisés, qui comptent entre 1 400 et 2,7 millions de participants, explique Douglas Walker, professeur associé en santé environnementale à l'université Emory et bénéficiaire d'une subvention. « Nous avons vu de nombreux exemples montrant comment l'intégration de méthodes de recherche sur l'environnement et l'exposome dans des projets peut fournir de nombreuses informations sur les facteurs pouvant influencer la santé humaine et les risques de pathologies, mais pour cela, nous avons besoin de ces études à grande échelle. Nous ne pouvons pas nous contenter d'étudier des populations de 200 ou 300 individus. »
The Transmitter s'est entretenu avec neuf des chercheurs subventionnés afin d'en savoir plus sur leurs projets. Les quatre autres bénéficiaires n'ont pas répondu ou n'étaient pas disponibles immédiatement pour une interview.
Comprendre les causes de l'autisme, son hétérogénéité, sa prévalence
La mathématicienne Amy Cochran, professeure adjointe en sciences de la santé des populations et en mathématiques à l'université du Wisconsin-Madison, a proposé d'utiliser des méthodes d'inférence causale pour trouver les facteurs, par exemple l'augmentation de l'âge des parents, qui expliquent l'augmentation des diagnostics d'autisme. Mme Cochran et sa co-chercheuse Maureen Durkin, professeure de sciences de la santé publique et de pédiatrie à l'université du Wisconsin-Madison, souhaitent également examiner si les facteurs qu'elles identifient comme contribuant à la probabilité d'autisme jouent également un rôle dans les conditions de vie.
L'équipe prévoit d'extraire des données de la cohorte Study to Explore Early Development (SEED) et des dossiers médicaux électroniques de UW Health. Les méthodes d'inférence causale sont bien adaptées à ce type d'analyse de nombreuses variables, car elles permettent aux chercheurs d'explorer de manière flexible de nombreuses relations différentes, explique Cochran. « C'est un bon équilibre entre, d'une part, la possibilité d'apprendre des choses que nous n'aurions peut-être pas apprises en utilisant des approches statistiques traditionnelles et, d'autre part, la nécessité d'éviter le surajustement afin de ne pas obtenir de fausses associations. »
Des données à l'action : saisir les résultats significatifs
L'augmentation apparente de la prévalence de l'autisme aux États-Unis signifie qu'il y aura bientôt plus d'adultes autistes, avec une augmentation pouvant atteindre 300 % d'ici 2030, selon les dernières estimations qui indiquent qu'un enfant sur 31 est diagnostiqué autiste, explique Laura Klinger, professeure agrégée de psychiatrie à l'université de Caroline du Nord à Chapel Hill et directrice exécutive du programme TEACCH Autism de l'université. « Je sais que nous ne sommes pas prêts à réfléchir aux services et au soutien dont pourraient avoir besoin les adultes autistes et leurs familles. »
Mme Klinger a proposé un projet visant à étudier comment divers facteurs contribuent à la qualité de vie des adultes autistes, notamment la participation à la vie communautaire, la santé mentale et physique et le recours à des programmes d'aide. Les données proviennent d'enquêtes remplies par 1 400 adultes autistes (ou leurs aidants s'ils ne pouvaient pas remplir l'enquête eux-mêmes) dans six centres d'excellence sur l'autisme des National Institutes of Health (NIH), ainsi que d'une cohorte de 400 adultes autistes participant à l'étude Simons Foundation Powering Autism Research (SPARK). (SPARK est financé par la Simons Foundation, l'organisation mère de The Transmitter.)
Les chercheurs des six centres discutaient déjà d'une éventuelle collaboration avant l'annonce de l'ADSI, explique Mme Klinger. Elle dirige le projet aux côtés de Lindsay Shea de l'université Drexel et Gregory Wallace de l'université George Washington ; les autres centres participants sont le Children's National Hospital, l'université de Pittsburgh et l'université du Wisconsin-Madison. La subvention ADSI permet à Wallace, l'un des chercheurs de SPARK, d'assurer le suivi de la cohorte SPARK et de collecter des données à un troisième stade, explique Mme Klinger.
Découvrir les interactions complexes dans l’épidémiologie de l'autisme et sa variabilité
Kristen Lyall est une épidémiologiste qui a étudié le lien entre les complications maternelles pendant la grossesse, l'exposition à des produits chimiques et l'alimentation et l'autisme. Le projet qu'elle a proposé réunit ces centres d'intérêt, explique Mme Lyall, professeure agrégée au sein du programme sur les facteurs de risque modifiables de l'Institut de l'autisme de l'Université Drexel. « Je l'appelle l'étude « régime alimentaire et ». Elle explique qu'elle prévoit d'utiliser les données existantes du programme ECHO (Environmental influences on Child Health Outcomes) du NIH, une série d'études longitudinales qui explorent comment la génétique et l'environnement affectent le développement de l'enfant.
L'un des volets du projet consiste à déterminer si les pesticides et autres produits chimiques présents dans l'alimentation prénatale d'une femme ont une incidence sur le fait d'avoir un enfant autiste. Dans un autre volet de l'étude, Mme Lyall explique qu'elle a l'intention d'examiner si l'alimentation prénatale influe sur la manière dont la santé métabolique d'une mère enceinte détermine la probabilité que son enfant soit diagnostiqué autiste.
Lyall prévoit de collaborer avec Wei Perng, professeur agrégé d'épidémiologie à la Colorado School of Public Health, afin d'identifier les voies métabolomiques qui pourraient servir de médiateurs aux associations découvertes par l'équipe. Cet effort aidera l'équipe à évaluer « si nous observons un signal dans ces analyses d'association, si celui-ci est pertinent et s'il existe un lien biologique », explique Lyall. Enfin, elle souhaite déterminer si les enfants autistes ont une alimentation moins bonne que les enfants non autistes et si les différences alimentaires contribuent à l'apparition de troubles concomitants ou à la sévérité des traits.
Les discussions sur la manière dont les facteurs prénataux contribuent à l'autisme peuvent donner l'impression de blâmer les parents, explique Mme Lyall, mais l'objectif de son équipe est « de vraiment faire pression pour que des changements politiques soient apportés afin de modifier les expositions, plutôt que de faire porter la responsabilité et le fardeau à l'individu, car bon nombre de ces expositions sont hors de notre contrôle en tant qu'individus ».
Facteurs du gnome et de l'exposome comme causes de la montée de l'autisme
Depuis le début des années 2000, l'hôpital pour enfants de Philadelphie (CHOP) procède systématiquement au dépistage de l'autisme chez les enfants lors des visites de routine, explique Judith Miller, professeure agrégée de psychiatrie au CHOP. Le CHOP dispose ainsi d'une cohorte de plus de 4 000 enfants autistes et de 100 000 enfants non autistes. Mme Miller prévoit de combiner cet ensemble de données avec les dossiers médicaux des parents des enfants et les données géocodées qui relient les codes postaux à des expositions environnementales spécifiques, telles que les niveaux de pauvreté, la qualité de l'air et de l'eau, l'accès aux espaces verts et les interventions précoces. Son équipe prévoit également d'examiner l'exposition aux changements de politique, tels que les modifications des critères de diagnostic de l'autisme dans le Manuel diagnostique et statistique des troubles mentaux, cinquième édition, et une loi de Pennsylvanie de 2024 obligeant les assureurs à couvrir les interventions liées à l'autisme.
« Tout ce que l'enfant a vécu peut compter, peut être considéré comme une exposition. Il ne s'agit donc pas nécessairement de toxines environnementales », explique Mme Miller.
À partir de là, l'équipe vise à réaliser une modélisation de prédiction des risques afin d'identifier les variables susceptibles de contribuer à un diagnostic d'autisme et de déterminer leur poids statistique. Un panel communautaire composé de personnes autistes, de chercheurs et de cliniciens aidera à interpréter la signification clinique et la pertinence de toute variable identifiée, explique Mme Miller.
L'équipe prévoit de télécharger une version anonymisée des données de la cohorte dans la base de données des génotypes et des phénotypes (dbGaP) du NIH, ce qui permettra pour la première fois à des chercheurs agréés non affiliés au CHOP d'avoir accès à ces données, explique Mme Miller.
Étudier l'interaction entre le génome et l'environnement
Jusqu'à présent, les études épidémiologiques sur l'autisme se sont limitées à mettre en évidence des corrélations, car elles ne pouvaient pas intégrer de données génétiques, explique Jonathan Sebat, professeur de psychiatrie à l'université de Californie à San Diego. Certaines études ont tenté de contrôler l'influence génétique en incluant des frères et sœurs, mais cela ne permet pas de comprendre l'interaction mécanique entre les gènes et l'environnement, ajoute-t-il.
Le projet qu'il propose rassemble plusieurs biobanques et de grandes études de cohortes afin de créer une base de données de 2,7 millions de personnes. Les sources de données comprennent notamment l'étude ABCD (Adolescent Brain Cognitive Development), l'étude HBCD (HEALthy Brain and Child Development) et l'étude SPARK (Simons Foundation Powering Autism Research).
En examinant l'exposition environnementale et les informations génétiques des mêmes personnes dans une cohorte aussi importante, l'équipe entend « démêler » les voies causales, explique M. Sebat. « C'est une nouvelle ère. Cela n'était pas possible auparavant. »
Modéliser l'interaction gènes et environnement liée à l'autisme dans des organoïdes
Les études sur les interactions entre les gènes et l'environnement visent à démêler la manière dont ces deux facteurs se combinent pour déterminer les réactions d'une personne à des expositions chimiques potentiellement toxiques. Mais il peut être difficile de mesurer ces expositions dans le cadre d'études épidémiologiques, et encore plus difficile de séparer les effets d'une exposition unique de leurs effets combinés, explique Jason Stein, professeur agrégé de génétique à l'université de Caroline du Nord à Chapel Hill. Ainsi, pour un meilleur contrôle, M. Stein explique qu'il souhaite mener des études « gène par environnement dans une boîte de Petri ».
M. Stein et Joseph Piven, professeur de psychiatrie et de pédiatrie à l'université de Caroline du Nord à Chapel Hill, ont généré 115 lignées de cellules souches pluripotentes induites à partir de participants à l'étude Infant Brain Imaging Study. M. Stein et ses collègues prévoient de produire des organoïdes à partir de ces lignées cellulaires, de les exposer à des substances environnementales et effectuer un séquençage d'ARN unicellulaire afin de déterminer si ces expositions ont une incidence sur l'expression génétique ou d'autres processus moléculaires. Il a également l'intention d'étudier si les différents contextes génétiques des organoïdes contribuent aux effets mesurés. L'équipe prévoit de collaborer avec Heather Volk, professeure de santé publique à l'université Johns Hopkins, afin d'examiner si les interactions gènes-environnement qui affectent le développement des organoïdes sont également pertinentes chez l'être humain.
La liste des expositions chimiques proposée par son équipe comprend l'hydrocortisone, pour imiter l'exposition in utero aux stéroïdes résultant du stress maternel ; le méthylmercure, pour modéliser les doses de métaux lourds provenant de la consommation de certains poissons ; l'acide perfluorooctanoïque, un modèle d'exposition prénatale aux PFAS ; le cadmium, un métal lourd ; le phtalate, un plastifiant ; et les pesticides chlorpyrifos et deltaméthrine. Mais cette liste est susceptible d'évoluer en fonction des intérêts d'autres groupes de l'ADSI, précise M. Stein.
Identifier les déterminants environnementaux de l'autisme
L'une des nombreuses complications liées à l'étude des effets de l'exposition à des substances chimiques est que ces expositions n'agissent pas de manière isolée : « Nous sommes exposés à des milliers de substances tout au long de notre vie, et celles-ci peuvent interagir avec d'autres facteurs et nos systèmes biologiques », explique Douglas Walker, professeur agrégé en santé environnementale à l'université Emory.
Pour saisir une partie de cette complexité, M. Walker et son équipe proposent de caractériser des milliers de petites molécules dans des échantillons sanguins provenant de parents et d'enfants participant à l'étude longitudinale sur les risques précoces d'autisme (EARLI) et aux cohortes SEED, en particulier chez les femmes enceintes qui ont eu un enfant autiste, ainsi que chez les enfants autistes, leurs frères et sœurs non autistes et les parents d'enfants autistes. À partir de là, ils prévoient d'identifier les expositions environnementales associées à l'autisme et de déterminer si ces relations varient d'une famille à l'autre. « Nous adoptons essentiellement une approche fondée sur l'omique pour étudier notre environnement, ce qui était absolument nécessaire », explique M. Walker.
Le groupe a l'intention de constituer deux ensembles de données : une base de données sur les produits chimiques associés au développement neurologique ou à la neurotoxicité, créée à l'aide de méthodes informatiques et de web scraping, et l'« Autism Exposure Atlas », qui répertorie les expositions et leurs réponses biologiques.
AR2 Réplication, validation et reproductibilité
Ce projet est l'un des deux efforts visant à reproduire, valider et reproduire les résultats des 11 autres groupes. La biostatisticienne Judy Zhong et ses collègues ont développé Results Reproduction (R-squared), un pipeline de reproduction de modèles statistiques. L'équipe utilise ce pipeline depuis plus de deux décennies pour reproduire plus de 130 ensembles de données, explique Mme Zhong, professeure de sciences de la santé des populations à Weill Cornell Medicine.
Le projet offre trois services : si l'un des autres groupes de l'ADSI trouve une association entre un facteur et l'autisme, l'équipe de Mme Zhong tentera de la reproduire en utilisant la partie des données que le groupe a mise de côté lors de l'élaboration de son modèle. L'équipe de Mme Zhong tentera également de valider le modèle en le testant sur des données provenant d'une source différente. Elle prévoit également de travailler avec chaque équipe pendant la phase d'élaboration du modèle afin de s'assurer qu'elles documentent leurs méthodes de manière à faciliter leur reproduction par d'autres chercheurs. « Nous pensons que c'est très important pour instaurer la confiance dans l'ensemble de la communauté scientifique », explique Zhong.
Avancer sur les résultats dans les TSA
Les recherches sur les résultats positifs dans la vie des jeunes autistes ne tiennent souvent pas compte de ce que les jeunes eux-mêmes considèrent comme une vie heureuse, explique Katharine Zuckerman, professeure de pédiatrie à la faculté de médecine de l'Oregon Health & Science University. « La première partie du projet consiste donc à combler cette lacune. »
L'équipe de Mme Zuckerman prévoit de réunir un panel de jeunes et d'adultes autistes, leurs parents et leurs prestataires de soins de santé et d'éducation, et de leur demander quels sont les éléments qui constituent une vie satisfaisante. Le panel aidera également les chercheurs à identifier les variables pertinentes dans les bases de données, telles que les demandes de remboursement Medicaid, l'enquête nationale sur la santé des enfants et les données d'intervention précoce de plusieurs États américains, qui peuvent être utilisées pour modéliser ces résultats. Dans le passé, des projets similaires ont dû choisir un résultat particulier à étudier, comme les taux de réussite scolaire, mais l'ADSI permet à Mme Zuckerman et à son équipe de « voir grand » et d'adopter une « perspective globale », explique-t-elle. À la fin du projet, le panel pourra également aider à transformer les facteurs identifiés en recommandations politiques et programmatiques.
Zuckerman dit qu'elle espère que son équipe « pourra fournir [au HHS] des informations qui diront : « Hé, si vous voulez vraiment améliorer la vie des personnes autistes, voici les mesures que vos propres données indiquent comme efficaces » — et que le HHS investira dans ces mesures.