Autisme : Des "neurones sur une puce" révèlent des schémas

INSAR 2021. Changement de réseau : Les neurones porteurs de mutations génétiques liées à l'autisme présentent un déséquilibre dans leurs schémas de signalisation.

spectrumnews.org Traduction de "‘Neurons on a chip’ reveal patterns across autism-linked conditions"

Des "neurones sur une puce" révèlent des schémas dans les conditions liées à l'autisme. 
par Angie Voyles Askham / 7 mai 2021

Neurones en rouge et vert Neurones en rouge et vert
Selon de nouveaux travaux non publiés, les neurones porteurs de mutations génétiques liées à l'autisme présentent des schémas d'activité distincts qui sont en corrélation avec les traits que ces mutations engendrent chez les personnes.

Ces travaux ont été présentés virtuellement la semaine dernière lors de la réunion annuelle 2021 de l'International Society for Autism Research. (...).

Les résultats suggèrent que les traits partagés par les personnes atteintes de différents sous-types génétiques d'autisme peuvent être visibles au niveau de l'activité du réseau - ajoutant une couche d'information aux effets au niveau moléculaire causés par les gènes.

"Le réseau [neuronal] est en fait ce que l'on peut voir juste en dessous du comportement", explique le chercheur principal, Nael Nadif Kasri, professeur associé de génétique humaine à l'université Radboud de Nimègue, aux Pays-Bas.

Les chercheurs ont cultivé des neurones porteurs de différentes mutations associées à l'autisme dans des "boîtes intelligentes" équipées d'électrodes permettant de détecter les signaux utilisés par les cellules du cerveau pour communiquer. Les électrodes donnent des indications sur la signalisation cellulaire des réseaux neuronaux - des "rafales" de cellules qui tirent de façon synchrone dans tout le réseau, ainsi que d'autres épisodes d'activité dispersée - que l'équipe a comparées entre les différentes lignées cellulaires.

Les mutations des gènes associés à l'épilepsie - tels que SCN1A et ANK2 - ont donné naissance à des réseaux neuronaux présentant des niveaux inhabituellement élevés d'activité dispersée.

En revanche, la mutation du gène EHMT1 qui cause le syndrome de Kleefstra, caractérisé par une déficience intellectuelle et souvent accompagné d'autisme, a donné lieu à des salves d'activité plus longues que celles observées dans les autres conditions.

"On commence à voir des regroupements dans les types de modèles [d'activité]", explique Nadif Kasri.

Un "plat intelligent"

Nadif Kasri et ses collègues ont reprogrammé des échantillons de cellules de peau provenant de personnes présentant des mutations liées à l'autisme, ainsi que de 10 personnes non autistes, pour qu'elles se transforment en neurones excitateurs et inhibiteurs.

L'équipe a constaté que les réseaux de cellules cultivées à partir de témoins produisaient des schémas d'activité similaires, quels que soient l'âge ou le sexe du donneur : de courtes salves de signaux à intervalles réguliers.

Dans une étude précédente, les chercheurs ont déterminé que les réseaux neuronaux de cellules présentant une mutation du gène EHMT1 présentent des salves de signalisation plus longues et une activité plus irrégulière que les réseaux de cellules provenant de témoins.

Un déséquilibre dans le nombre de connexions inhibitrices et excitatrices entre les cellules est à l'origine de ces schémas atypiques, rapporte l'équipe dans ses nouveaux travaux.

Ils ont également cultivé des réseaux de cellules provenant de personnes présentant des mutations supplémentaires liées à l'autisme, ainsi que de cellules modifiées par CRISPR pour porter ces mêmes mutations.

Dans les deux cas, les lignées cellulaires porteuses des différentes mutations liées à l'autisme ont donné lieu à des modèles distincts d'activité de réseau, a constaté l'équipe. Cependant, des similitudes sont apparues entre les mutations qui entraînent des conditions avec des phénotypes apparentés.

Les mutations dans les gènes SCN1A et ANK2 ont toutes deux donné lieu à des réseaux neuronaux excessivement actifs par rapport aux éclatements de réseau typiques observés dans les lignées cellulaires témoins.

Les cellules de personnes présentant des mutations dans le gène KMT2D, à l'origine du syndrome de Kabuki, présentaient des schémas d'activité similaires à ceux des cellules EHMT1. Le syndrome de Kabuki entraîne souvent une déficience intellectuelle, mais n'est généralement pas lié à l'autisme.

Les cellules porteuses de mutations dans l'ARID1B ont présenté un modèle distinct d'activité de réseau, avec de courtes et petites salves survenant à un rythme inhabituellement élevé.

Nadif Kasri et ses collègues prévoient de tester d'autres gènes qui augmentent la probabilité d'être autiste. Ils prévoient également d'étudier comment ces schémas d'activité se comparent au niveau individuel et comment ils se rapportent à d'autres traits liés à l'autisme, explique-t-il.

La puissance de cette technique réside dans la possibilité de la réaliser "à grande échelle", selon Nadif Kasri.

Lisez d'autres comptes rendus de la réunion annuelle de la Société internationale pour la recherche sur l'autisme de 2021.

Traductions


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