Les troubles du spectre autistique liés à la commutation des neurotransmetteurs dans le cerveau

Les troubles du spectre autistique (TSA) impliquent une altération légère à sévère des capacités sociales, comportementales et de communication. Ces troubles peuvent avoir des répercussions importantes sur les performances scolaires, professionnelles et dans d’autres domaines de la vie. Cependant, les chercheurs manquent de connaissances sur la façon dont ces troubles apparaissent aux premiers stades du développement.

Des neurobiologistes de l’Université de Californie à San Diego ont découvert des preuves d’un développement altéré du système nerveux dans des modèles murins de troubles du spectre autistique. Ils ont lié les formes de TSA induites par l’environnement à des changements dans les neurotransmetteurs, les messagers chimiques qui permettent aux neurones de communiquer entre eux. Ils ont également découvert que la manipulation de ces neurotransmetteurs aux premiers stades du développement peut empêcher l’apparition de comportements de type autistique.

L’étude est publiée dans le Actes de l’Académie nationale des sciences.

« En cherchant les causes profondes des troubles du spectre autistique dans le cerveau, nous avons découvert un changement précoce des neurotransmetteurs qui pourrait bien en être la cause principale », a déclaré Nicholas Spitzer, professeur à l’École des sciences biologiques du Département de neurobiologie et de l’Institut Kavli pour le cerveau et l’esprit. « Maîtriser les événements précoces qui déclenchent les TSA pourrait permettre de développer de nouvelles formes d’intervention pour prévenir l’apparition de ces comportements. »

Les diagnostics de TSA ont augmenté ces dernières années, mais la manière dont ces troubles se manifestent aux niveaux cellulaires et moléculaires critiques n’est pas bien comprise.

L’auteur principal de l’étude, Swetha Godavarthi, scientifique adjointe du projet, et ses collègues ont étudié l’expression des neurotransmetteurs dans le cortex préfrontal médian, une zone cérébrale souvent affectée chez les personnes diagnostiquées avec un TSA. Ils ont testé l’hypothèse selon laquelle les changements dans le type de neurotransmetteur exprimé par les neurones du cortex préfrontal pourraient être responsables d’un déséquilibre chimique à l’origine de comportements de type TSA.

Des études antérieures avaient montré une augmentation de l’incidence des TSA chez les enfants lorsque les femmes enceintes présentaient une réponse immunitaire accrue ou étaient exposées à certains médicaments au cours du premier trimestre (formes environnementales de TSA). Les chercheurs ont reproduit les TSA chez la souris en administrant ces agents environnementaux à des souris in utero.

Ces agents ont provoqué la perte brève du neurotransmetteur « GABA », qui est inhibiteur, et le gain du neurotransmetteur « glutamate », qui est excitateur, chez les souris néonatales. Bien que ce changement de transmetteur GABA-glutamate se soit inversé spontanément après quelques semaines, les souris adultes ont présenté des comportements altérés de toilettage répétitif et une interaction sociale diminuée. Le fait de contourner ce bref changement précoce de transmetteur chez les souris néonatales a empêché le développement de ces comportements de type autistique chez les adultes.

« L’expression du GABA dans les neurones qui ont remplacé le GABA par le glutamate prévient l’apparition de comportements répétitifs stéréotypés et une interaction sociale réduite », a déclaré Spitzer. « Ces résultats démontrent que la modification de l’activité électrique et l’excitation inappropriée des neurones aux premiers stades du développement peuvent altérer l’assemblage du système nerveux. »

Les altérations de l’expression des neurotransmetteurs à un stade précoce du développement ont des implications sur d’autres problèmes comportementaux à des stades ultérieurs de la vie, puisque le reste du système nerveux est alors construit sur une plate-forme de câblage défectueux, semblable à une maison construite sur des fondations instables.

« La commutation des neurotransmetteurs peut modifier l’assemblage du système nerveux et avoir un impact profond en aval », a déclaré Spitzer.

Les chercheurs affirment que les nouveaux résultats sont cohérents avec d’autres preuves selon lesquelles la modification de la signalisation dans le système nerveux au cours des premiers stades du développement peut entraîner des conséquences négatives à mesure que le cerveau mûrit.

Les auteurs de l’article sont Hui-quan Li, Marta Pratelli et Nicholas Spitzer.