Sommeil et autisme : perméabilité de la barrière cérébrale ?

Les difficultés de sommeil pourraient être dues en partie à des brèches dans la barrière qui protège le cerveau d'agents présents dans le sang, selon une nouvelle étude menée sur des mouches à fruits. Un traitement comportemental de l'insomnie chronique pourrait contribuer à atténuer les problèmes de sommeil de certaines personnes autistes.

spectrumnews.org Traduction de "Sleep problems in autism may stem from leaky brain barrier"

Les problèmes de sommeil dans l'autisme pourraient provenir d'une perméabilité de la barrière cérébrale 
par Charles Q. Choi / 23 juillet 2021

Les cellules du sommeil : Les gènes CHD7 et CHD8 liés à l'autisme sont fortement exprimés (jaune, colonnes du milieu et de droite) dans la glie (rose et bleu, colonne de gauche). Les cellules du sommeil : Les gènes CHD7 et CHD8 liés à l'autisme sont fortement exprimés (jaune, colonnes du milieu et de droite) dans la glie (rose et bleu, colonne de gauche).
Les difficultés de sommeil que rencontrent certaines personnes autistes pourraient être dues en partie à des brèches dans la barrière qui protège le cerveau des toxines ou des agents pathogènes présents dans le sang, selon une nouvelle étude menée sur des mouches à fruits.

Ces travaux suggèrent également qu'un traitement comportemental de l'insomnie chronique pourrait contribuer à atténuer les problèmes de sommeil de certaines personnes autistes.

"La technique de restriction du sommeil est un traitement de première intention pour l'insomnie, mais en clinique, pour les syndromes génétiques ou les troubles du développement neurologique, elle n'est pratiquement jamais appliquée", explique la chercheuse principale Annette Schenck, professeur de génomique translationnelle des troubles du développement neurologique au centre médical de l'université Radboud à Nimègue, aux Pays-Bas. "Nous avons bon espoir que cela puisse changer dans un avenir proche".

Les problèmes de sommeil surviennent chez 50 à 80 % des enfants autistes ou atteints d'autres troubles du développement neurologique, contre environ 20 % de leurs pairs neurotypiques. Pour en savoir plus sur l'origine de ces problèmes, les chercheurs se sont concentrés sur les données de 27 personnes présentant des mutations dans les gènes CHD7 ou CHD8, deux gènes étroitement liés à l'autisme et aux problèmes de sommeil.

Ces données provenaient d'une clinique du sommeil, de la Simons Simplex Collection, un dépôt d'informations génétiques et de caractéristiques provenant de familles ayant un enfant autiste, et d'une étude de l'université de Washington intitulée The Investigation of Genetic Exome Research. (La Simons Simplex Collection est financée par la Simons Foundation, l'organisation mère de Spectrum).

L'étude montre que les personnes autistes présentant des mutations dans les gènes CHD7 ou CHD8 avaient beaucoup plus de difficultés à s'endormir et à rester endormies que les quelque 2 300 témoins autistes ne présentant aucune mutation connue liée à l'autisme. Et trois personnes présentant des mutations CHD7 et une personne présentant une mutation CHD8 souffraient d'insomnie chronique.

La glie surprend

Les chercheurs se sont ensuite intéressés à Kismet, la version de CHD7 et CHD8 que l'on trouve chez la mouche à fruits. Les insectes possédant une copie mutée du gène présentaient un sommeil réduit et fragmenté, comme celui des personnes présentant des mutations de CHD7 ou CHD8. Les chercheurs ont constaté que la suppression de l'expression de Kismet uniquement dans les neurones ne provoquait aucun problème de sommeil, mais que sa suppression dans les cellules gliales soutenant les neurones au cours du développement des mouches le faisait.

"Les cellules gliales sont vraiment négligées - elles sont les tristes petits-enfants négligés du cerveau", déclare Annika Barber, professeure adjointe de biologie moléculaire et de biochimie à l'université Rutgers du New Jersey, qui n'a pas participé à l'étude. "Ces travaux jettent un éclairage fascinant sur un groupe [de cellules] auquel on ne pense pas souvent dans les troubles du développement neurologique."

Les problèmes de sommeil des mouches étaient spécifiquement liés à la glie subpérinéale, un groupe d'environ 300 cellules qui contribuent à former la barrière hémato-encéphalique de l'insecte.

"Ces cellules n'avaient pas été signalées auparavant comme une cause de fragmentation du sommeil", explique Schenck. "Au contraire, il est bien établi que la perte de sommeil altère la fonction de la barrière hémato-encéphalique dans certains troubles neurologiques. Donc, apparemment, le sommeil et la régulation de la barrière hémato-encéphalique sont étroitement liés, et jusqu'à présent, nous ne connaissions que la moitié de l'histoire."

D'autres expériences ont montré que les niveaux de dopamine, un neurotransmetteur essentiel au sommeil et à l'éveil, n'étaient pas modifiés chez les mouches dépourvues de Kismet dans la glie. Mais ces mouches présentaient des niveaux anormalement élevés d'un autre neurotransmetteur, la sérotonine, au cours du développement.

L'utilisation d'un médicament pour supprimer les niveaux de sérotonine des mouches au cours de leur développement a atténué leurs difficultés de sommeil. L'augmentation des niveaux de sérotonine chez les mouches de type sauvage pendant le développement a entraîné des problèmes de sommeil à l'âge adulte. Les résultats ont été publiés en juin dans "Science Advances".

Une condition appelée hypersérotonie, caractérisée par des niveaux élevés de sérotonine, est souvent liée à l'autisme, bien que la raison n'en soit pas claire. Les nouveaux résultats pourraient raviver l'intérêt pour le rôle de la sérotonine dans l'autisme, en particulier pour la façon dont elle peut franchir la barrière hémato-encéphalique, explique Georgianna Gould, professeure associée de physiologie cellulaire et intégrative à l'Université du Texas Health Science Center de San Antonio, qui n'a pas participé à ces travaux.

Les mutations qui neutralisent soit CHD7 soit CHD8 sont extrêmement rares, mais "elles peuvent être représentatives de déficiences plus courantes de la barrière hémato-encéphalique qui ont de multiples autres origines", ajoute Georgianna Gould.

Une intervention simple

Dans une dernière série d'expériences, les chercheurs ont mis au point une version pour insectes de la thérapie de restriction du sommeil, en limitant d'abord la quantité d'obscurité à laquelle les insectes sont exposés, puis en l'augmentant progressivement.

L'équipe a constaté que le fait de contrôler l'obscurité et la lumière de cette manière a permis de résoudre les problèmes de sommeil des mouches modèles.

Les difficultés de sommeil des personnes autistes peuvent exacerber tout problème cognitif, ce qui entraîne d'autres difficultés de sommeil, explique Krishna Melnattur, professeur adjoint de psychologie et de biologie à l'université Ashoka de Sonipat, en Inde, qui n'a pas participé aux travaux. "En montrant qu'une simple modification comportementale peut aider à inverser les défauts de sommeil observés chez les mouches mutantes Kismet, cette étude offre un moyen de briser ce cycle."

La technique de restriction du sommeil n'est pas standardisée ou appliquée uniformément pour l'insomnie, ce qui rend difficile l'évaluation de son efficacité thérapeutique à ce stade, avertit Gould. Cependant, "des recherches sont en cours pour essayer d'identifier les meilleures approches pour cette thérapie", dit-elle.

Les recherches futures devraient porter sur la façon dont les mutations de la CHD8 peuvent affecter la mélatonine, une molécule qui fait partie intégrante du sommeil, dit Gould. Des travaux antérieurs ont montré que des suppléments de mélatonine pouvaient aider les enfants autistes à s'endormir plus rapidement et à rester endormis plus longtemps.

En outre, les scientifiques pourraient examiner si les mutations de Kismet entraînent également des problèmes cognitifs chez les mouches à fruits et si une thérapie de restriction du sommeil pourrait également contribuer à atténuer certains de ces problèmes, explique Melnattur.

"Nous voulons également comprendre ce que font CHD8, CHD7 et Kismet dans la glie et la barrière hémato-encéphalique des humains et des mouches", explique Barber. "À partir de là, nous pourrons alors explorer des thérapies pharmacologiques potentielles, par opposition aux simples interventions comportementales."


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