Des souris révèlent les problèmes sensoriels liés à un gène majeur de l'autisme

Les souris présentant des mutations du gène SYNGAP1 lié à l'autisme ont des difficultés à percevoir le toucher, ce qui peut être dû en partie à des altérations du circuit cérébral et à une vigilance réduite. Les résultats pourraient contribuer à expliquer le seuil de douleur élevé et d'autres problèmes de traitement sensoriel observés chez les personnes présentant des mutations du gène.

 spectrumnews.org Traduction de "Mice reveal roots of sensory issues tied to top autism gene"

Des souris révèlent les racines de problèmes sensoriels liés à un gène majeur de l'autisme
par Peter Hess / 23 novembre 2020

pupille

Vidéo (5 sec.)

Les souris présentant des mutations du gène SYNGAP1 lié à l'autisme ont des difficultés à percevoir le toucher, ce qui peut être dû en partie à des altérations du circuit cérébral et à une vigilance réduite. Les résultats pourraient contribuer à expliquer le seuil de douleur élevé et d'autres problèmes de traitement sensoriel observés chez les personnes présentant des mutations du gène.

Les chercheurs ont présenté ces travaux inédits mardi et jeudi derniers lors de la conférence scientifique internationale SYNGAP1 de 2020, qui s'est déroulée virtuellement en raison de la pandémie de coronavirus.

La protéine SYNGAP1 se trouve principalement au niveau des synapses, les connexions entre les neurones, où elle aide les cellules du cerveau à transmettre des signaux chimiques. Les personnes ayant une copie mutée de SYNGAP1 sont souvent autistes, mais aussi handicapées intellectuellement, épileptiques et ont une démarche déficiente.

Les mutations du gène entravent la capacité des neurones qui traitent le toucher à transmettre des signaux, selon une étude de 2018. Sur les 48 personnes présentant des mutations SYNGAP1 dans cette étude, 45 présentaient des déficiences de traitement sensoriel et 17 avaient des problèmes de traitement sensoriel liés au toucher.

Les nouveaux travaux sur les souris suggèrent que les mutations altèrent le traitement sensoriel en atténuant l'activité du cortex somatosensoriel et en émoussant le niveau de vigilance ou d'éveil de l'animal.

"Si ce système d'éveil est émoussé et brisé, il va entraîner un ensemble de comportements inadaptés", explique l'un des principaux chercheurs, Gavin Rumbaugh, professeur de neuroscience au Scripps Research de Jupiter, en Floride. "Je soupçonne que beaucoup de modèles animaux pour beaucoup de gènes de l'autisme vont avoir la même réponse d'excitation émoussée".

Balayé

Les souris utilisent leurs moustaches pour explorer leur environnement, tout comme les gens peuvent se servir de leurs mains pour naviguer dans l'obscurité. Ce processus, appelé "détection active", fait intervenir les régions sensorielles et motrices du cerveau.

Dans une étude, les chercheurs ont surveillé l'activité des neurones dans le cortex somatosensoriel, qui reçoit et traite les informations sensorielles, tandis que les souris recevaient des touches légères sur leurs moustaches.

Les souris auxquelles il manquait une copie de SYNGAP1 ont montré une activité cérébrale significativement plus faible en réponse aux contacts que les souris témoins, ce qui était surprenant car les neurones d'autres régions du cerveau des souris mutantes sont connus pour être hyperactifs, explique Thomas Vaissière, scientifique de Scripps Research, qui a présenté les résultats.

Lui et ses collègues ont ensuite utilisé un virus pour établir des connexions entre le cortex moteur des souris - qui est responsable des mouvements - et le cortex somatosensoriel. Les souris mutantes SYNGAP1 avaient des connexions beaucoup plus fortes dans ce circuit, ce qui pourrait potentiellement compenser une activité neuronale plus faible, explique Vaissière.

Dans une expérience qui a évalué l'activité motrice et sensorielle des animaux, Vaissière et ses collègues ont enregistré des vidéos de souris explorant un objet avec leurs moustaches. Les souris mutantes ont tapoté l'objet avec leurs moustaches - un comportement appelé "fouettage" [whisking] - moins intensément et pendant des périodes plus courtes que les souris classiques. Le mouvement des moustaches a également provoqué une activité plus faible dans le cortex somatosensoriel.

Une autre expérience a montré que les souris auxquelles il manquait une copie de SYNGAP1 ne pouvaient pas distinguer deux objets de texture différente en remuant les moustaches, alors que les souris sauvages le pouvaient.

Les résultats suggèrent que les mutations de SYNGAP1 modifient la façon dont les régions motrices et sensorielles du cerveau communiquent entre elles, ce qui, selon les chercheurs, perturbe la perception active.

Etats d'excitation

Dans une autre étude, Rumbaugh et ses collègues ont surveillé la taille des pupilles - un indicateur du niveau d'excitation d'une souris - dans de multiples situations. Dans une expérience, par exemple, ils ont entraîné des souris à lécher un capteur en réponse à un contact de moustache, recevant une petite gorgée d'eau en récompense.

Les souris ayant une copie mutée de SYNGAP1 ont eu plus de mal à apprendre la tâche que les souris sauvages, et leurs pupilles se sont moins dilatées que celles des témoins lorsqu'elles ont reçu leur récompense. Les souris ont montré un manque similaire de dilatation de la pupille en réponse à un choc électrique au pied, ce qui suggère que les mutations de SYNGAP1 entraînent une réponse d'éveil émoussée.

Une réponse d'éveil altérée peut contribuer à des problèmes de traitement sensoriel chez les animaux et les personnes ayant des copies mutées de SYNGAP1, explique Sheldon Michaelson, un chercheur postdoctoral du laboratoire de Rumbaugh qui a présenté les résultats.

Les niveaux d'excitation affectent la capacité de traitement sensoriel : Le fait d'être en hyper-alerte ou en hypo-alerte entraîne un mauvais traitement sensoriel, dit-il. Un système d'éveil perturbé pourrait également entraver la capacité à apprendre qu'un stimulus douloureux, comme le fait de toucher un poêle chaud, est indésirable. Les enfants présentant des mutations SYNGAP1 adoptent souvent des comportements qui peuvent les blesser, selon des témoignages anecdotiques de parents.

L'enregistrement de la dilatation des pupilles chez les personnes porteuses de mutations SYNGAP1 pourrait révéler si elles ont elles aussi cette réaction d'excitation émoussée, dit Michaelson.


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