Influence majeure d'un seul gène dans les déformations cérébrales
Les résultats montrent comment un gène est responsable de la régulation de la production de neurones corticaux, du maintien du voyage de ces neurones vers des sites critiques dans le cerveau, du développement du repliement distinct du tissu cérébral humain dans le cortex et même de la délégation de la taille du cerveau lui-même.
«Sur le plan mécanique, nous savons peu de choses sur le développement du cortex cérébral humain et les gènes impliqués dans ce processus. Des approches de génétique moléculaire de pointe nous permettent désormais de disséquer ce processus complexe. Comprendre la fonction normale de molécules comme le WDR62 nous permettra de faire un pas de plus vers la résolution de ce casse-tête incroyable », a déclaré Murat Gunel, auteur principal de l'article et professeur Nixdorff-allemand de neurochirurgie, de génétique et de neurobiologie à Yale.
Au cours d'un partenariat à long terme entre Gunel et des scientifiques turcs, l'équipe de Yale a soigneusement observé deux cousins de Turquie nés avec des cortex cérébraux particulièrement sous-développés, provoquant des cerveaux considérablement plus petits que la moyenne.
Les chercheurs ont découvert que les deux cousins présentaient des signes d'anomalies dans le mouvement des neurones corticaux vers leurs destinations normales ainsi que des défauts dans les plis habituels du cortex. On pensait auparavant que ces déformations étaient des problèmes complètement séparés, mais la découverte de ces similitudes chez deux sujets liés suggérait qu'il pourrait y avoir une seule cause sous-jacente, ont noté les chercheurs.
Pour tester davantage cette théorie, les scientifiques ont utilisé le séquençage complet de l'exome, une technologie créée à Yale qui permet le séquençage rapide et relativement peu coûteux de tous les gènes codant pour les protéines dans le génome humain. Les chercheurs ont ensuite identifié des mutations dans les deux copies du gène codant pour la protéine WDR62.
Lorsque les chercheurs ont séquencé ce même gène chez d'autres patients présentant des déformations dans le développement cortical cérébral, ils ont pu identifier six familles supplémentaires avec des mutations dans les deux copies de WDR62.
«Étant donné que les patients porteurs de mutations dans ce gène ne représentaient qu'une fraction de la cohorte totale, ce gène aurait été très difficile à cartographier et à identifier à l'aide d'approches génétiques traditionnelles», a déclaré Richard Lifton, professeur Sterling et président de la génétique à Yale, dont le laboratoire a développé les techniques de séquençage et d'analyse de l'exome utilisées dans cette étude.
Les résultats offrent des informations surprenantes sur les nombreux rôles qu'un seul gène peut jouer dans le développement du cerveau, ont noté les scientifiques.
«L'étude des troubles du cerveau humain subit une révolution grâce aux nouvelles technologies de séquençage», a déclaré Matthew W. State, professeur agrégé Donald J. Cohen de pédopsychiatrie, psychiatrie et génétique, qui a conçu l'étude avec Gunel et Lifton. «Les approches utilisées dans cette étude promettent de percer de nombreux mystères concernant la génétique des troubles du développement allant des malformations corticales à l'autisme en passant par le retard mental», a-t-il ajouté.
Ali Ozturk et Kaya Bilguvar de Yale sont les co-premiers auteurs de l'étude. Plusieurs autres chercheurs de Yale ont contribué à l'étude, ainsi que plusieurs cliniciens et scientifiques turcs. Le financement principal de l'étude a été fourni par une subvention de stimulation des National Institutes of Health, National Institute for Neurological Disorders and Stroke.
«La collaboration continue avec nos collègues turcs ainsi que le développement technologique à Yale, combinés au financement opportun des NIH, nous ont permis d'atteindre ces résultats», a déclaré Gunel. «Cela n'aurait pas été possible sans le financement de relance», a-t-il déclaré, ajoutant également qu'un financement supplémentaire avait été fourni par le Howard Hughes Medical Institute et l'Université de Yale.
Source: Université de Yale
