La puberté déclenche le recâblage du cerveau dans l’état génétique lié à l’autisme, suggère l’étude de la souris

Les changements dans la connectivité cérébrale avant et après la puberté peuvent expliquer pourquoi certains enfants atteints d’un trouble génétique rare ont un risque plus élevé de développer l’autisme ou la schizophrénie, selon une étude de la santé de l’UCLA.

Les troubles psychiatriques du développement comme l’autisme et la schizophrénie sont associés à des changements dans la connectivité fonctionnelle du cerveau. Cependant, la complexité de ces conditions rend difficile la compréhension des causes biologiques sous-jacentes. En étudiant les troubles cérébraux génétiquement définis, les chercheurs de l’UCLA Health et les collaborateurs ont mis en lumière les mécanismes possibles.

L’étude de l’UCLA a examiné une condition génétique particulière appelée chromosome 22q11.2 Syndrome de délétion – entraînée par l’ADN manquant sur le chromosome 22 – qui est associé à un risque plus élevé de développer des conditions neuropsychiatriques telles que l’autisme et la schizophrénie. Mais la base biologique sous-jacente de cette association n’a pas été bien comprise.

Dans l’étude publiée dans la revue Avancées scientifiquesLes chercheurs ont utilisé l’imagerie cérébrale fonctionnelle chez les souris et les humains pour étudier les mécanismes potentiels stimulant le lien entre la mutation génétique et le développement de conditions neuropsychiatriques.

L’imagerie cérébrale fonctionnelle a montré que les régions cérébrales chez l’homme et les souris génétiquement modifiées ont été hyperconnectées avant la puberté avant de passer à la sous-connexion après la puberté, en particulier dans les régions cérébrales liées aux compétences sociales et à l’autisme.

L’auteur co-ennior Carrie Bearden, professeur à l’UCLA Health SEMEL Institute et à l’Institut de recherche sur le cerveau de l’UCLA, a déclaré que les changements au niveau de la synapse semblent expliquer le changement soudain de la connectivité et des effets associés sur le comportement social.

“Les différences de connectivité fonctionnelle observées sur l’IRM sont couramment trouvées dans les troubles psychiatriques, mais nous n’avons pas une bonne compréhension de la raison. Il était vraiment utile d’étudier ce phénomène entre les espèces”, a déclaré Bearden.

Utilisant des souris qui ont été génétiquement modifiées pour imiter le chromosome 22q11.2 Syndrome de délétion, Bekeden et ses collègues de l’Institut italien de technologie ont trouvé que les souris plus jeunes avaient une plus grande densité de épines dendritiques – les protuitions difficiles sur les cellules cérébrales utilisées pour communiquer avec d’autres neurones via les syndicats – en raison de l’enfant par rapport aux types sauvages (normaux).

Une fois que les souris ont atteint l’équivalent de la puberté, le nombre d’épines dendritiques a fortement diminué par rapport aux souris de type sauvage.

La protéine GSK3-Beta, qui est impliquée dans la régulation des synapses, peut jouer un rôle dans les changements de connectivité. Bearden et ses collaborateurs ont utilisé un médicament pour inhiber GSK3-Beta, qui a travaillé pour restaurer temporairement l’activité cérébrale et la densité de la colonne vertébrale dendritique chez les souris, éventuellement en régulant l’élimination des épines dendritiques.

L’imagerie cérébrale des humains avec la condition a également constaté que les régions cérébrales affectées par les changements de connectivité avaient des gènes enrichis liés au GSK3-bêta. De plus, les changements de connectivité cérébrale étaient liés au comportement social chez l’homme, ce qui suggère que le câblage modifié contribue aux traits d’autisme.

Ces résultats, a déclaré Bearden, suggèrent que la dysfonction synaptique entraîne les changements dans l’activité cérébrale et pourrait être une cible pour prévenir ou réduire les symptômes causés par le syndrome de délétion du chromosome 22q11.2.

“Ces résultats suggèrent fortement que la sur-absorption des synapses pendant le développement peut contribuer aux défis comportementaux que nous voyons”, a déclaré Bearden.