Les changements génétiques liés à l'autisme

De nouvelles recherches expliquent comment les variantes génétiques modifient le cerveau et modifient le comportement.

Les résultats donnent de nouvelles perspectives sur la façon dont les variantes génétiques peuvent augmenter le risque d'autisme.

Les scientifiques ont combiné l'imagerie cérébrale et le travail de détective génétique pour apprendre comment les variantes génétiques recâblent le cerveau.

Les recherches menées par des chercheurs de l'UCLA et du Semel Institute for Neuroscience and Human Behavior sont publiées dans l'édition en ligne de Médecine translationnelle scientifique.

«C’est un élément clé du puzzle que nous recherchons», a déclaré le co-chercheur principal, le Dr Daniel Geschwind.

«Nous pouvons maintenant commencer à percer le mystère de la façon dont les gènes réorganisent les circuits du cerveau non seulement dans l’autisme, mais aussi dans de nombreux troubles neurologiques connexes.»

L'équipe de l'UCLA a examiné les différences de connectivité et de fonction cérébrales qui résultent de deux formes du gène CNTNAP2, dont l'une augmente le risque d'autisme.

Des études antérieures menées par Geschwind et d'autres ont démontré que le gène est le plus actif pendant le développement cérébral dans le lobe frontal. La région est fortement impliquée dans l'apprentissage, qui est souvent perturbé chez les enfants autistes.

Suspectant que CNTNAP2 pourrait influencer l'activité cérébrale, les chercheurs ont utilisé l'imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (IRMf) pour scanner le cerveau de 32 enfants alors qu'ils effectuaient des tâches liées à l'apprentissage.

La moitié des enfants étaient autistes et la moitié non.

L’objectif de l’équipe était de mesurer la force de diverses voies de communication dans différentes régions du cerveau au fur et à mesure qu’elles se connectaient les unes aux autres.

Les images IRMf ont excité les scientifiques - et confirmé leurs soupçons.

Quel que soit leur diagnostic, les enfants porteurs de la variante à risque présentaient un cerveau disjoint. Le lobe frontal était trop connecté à lui-même et mal connecté au reste du cerveau. La communication avec l'arrière du cerveau était particulièrement diminuée.

«Chez les enfants porteurs du gène du risque, l'avant du cerveau semble parler principalement avec lui-même», a expliqué le premier auteur Ashley Scott-Van Zeeland.

"Il ne communique pas autant avec les autres parties du cerveau et manque de connexions à longue portée à l'arrière du cerveau."

Selon la version de CNTNAP2 que l'enfant portait, les chercheurs ont également observé une différence de connectivité entre les côtés gauche et droit du cerveau. Chez la plupart des gens, le côté gauche traite des fonctions liées à la langue, comme la parole et la compréhension.

Chez les enfants porteurs du gène sans risque, les voies de communication dans le lobe frontal sont liées plus fortement au côté gauche du cerveau.

Chez les enfants avec la variante à risque, les voies de communication dans le lobe avant se connectaient plus largement aux deux côtés du cerveau. La symétrie inhabituelle suggère que la variante du gène recâblait les connexions dans le cerveau, expliquant peut-être pourquoi cette version de CNTNAP2 est associée à un retard de la parole.

«Nous avons vu que si vous aviez la variante de risque, votre cerveau présentait des schémas d'activation perturbés, que vous ayez été diagnostiqué sur le spectre de l'autisme ou non», a expliqué la co-investigatrice principale Susan Bookheimer.

«Nous soupçonnons que CNTNAP2 joue un rôle important dans le câblage des neurones à l'avant du cerveau et que la variante de risque interfère avec ce processus.»

En améliorant la compréhension de la relation entre les gènes, le cerveau et le comportement, les résultats de l'UCLA pourraient conduire à une détection plus précoce de l'autisme et à de nouvelles interventions pour renforcer les connexions entre le lobe frontal et le côté gauche du cerveau.

«Si nous déterminons que la variante CNTNAP2 est un prédicteur cohérent des difficultés de langage», a déclaré Scott-Van Zeeland, «nous pourrions commencer à concevoir des thérapies ciblées pour aider à rééquilibrer le cerveau et à le déplacer vers un chemin de développement plus normal.»

Les chercheurs pourraient tester si des thérapies spécifiques modifient réellement la fonction cérébrale en mesurant la connectivité des patients avant et après la thérapie, a-t-elle ajouté.

Les auteurs ont souligné que les modèles de connectivité trouvés dans l'étude s'inscrivent toujours dans le spectre de la variation normale des gènes.

«Un tiers de la population porte cette variante dans son ADN», a noté Geschwind. "Il est important de se rappeler que la variante du gène à elle seule ne cause pas l'autisme, elle augmente simplement le risque."

Source: UCLA