Autisme et cerveau humain : des chercheurs identifient un nouveau mécanisme moléculaire

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Dans une étude publiée dans Stem Cell Reports, une équipe de chercheurs de l’Université McGill menée par Carl Ernst, chercheur au Centre de recherche de l’hôpital Douglas, lève le voile sur un mécanisme moléculaire susceptible de contribuer au développement de l’autisme.

À partir de cellules cutanées de patients reprogrammées par génie génétique en cellules cérébrales, Carl Ernst, Scott Bell, candidat au doctorat, ainsi qu’Edward A. Fon et Thomas M. Durcan, collègues de l’Institut et hôpital neurologiques de Montréal, ont déterminé comment une cellule du cerveau, porteuse d’une mutation génétique propre au patient, se développe anormalement.

L’équipe s’est concentrée sur un gène nommé GRIN2B, connu pour causer l’autisme lorsqu’il subit une mutation. Presque tous les gènes chez les humains ont deux copies. Une mutation dans une seule copie de GRIN2B est suffisante pour provoquer une déficience intellectuelle modérée et l’autisme.

« La protéine, fabriquée à partir de ce gène, est généralement étudiée sur des neurones matures ou en maturation, principalement chez les rongeurs. Dans notre étude, nous avons découvert que les cellules souches neurales humaines — des cellules immatures — produisent cette protéine. Elle joue d’ailleurs un rôle clé à un stade beaucoup plus précoce du développement qu’on ne le pensait auparavant », affirme Carl Ernst, titulaire d’une Chaire de recherche du Canada en génétique psychiatrique et professeur agrégé au département de psychiatrie à l’Université McGill.

La fabrication de ces cellules cérébrales, actives électriquement, offre un aperçu du système nerveux humain en laboratoire, même en l’absence d’irrigation sanguine ou de structures cellulaires de soutien. « Les souris ne peuvent pas être utilisées comme modèle animal pour ce syndrome génétique particulier. Pour décrypter les mécanismes de la maladie, nous devons donc travailler sur des cellules humaines. »

Gène réputé important au niveau de la communication entre neurones plus matures, GRIN2B forme une partie d’un récepteur majeur du cerveau humain (NMDA). Les résultats de cette étude montrent que GRIN2B a une fonction dès le stade des cellules souches neurales.

Par génie génétique, l’équipe de Carl Ernst a réussi à corriger en laboratoire la mutation affectant les cellules du patient, et à les faire redevenir saines.

« Les troubles du spectre de l’autisme forment un ensemble de centaines de maladies très rares, causées par des mutations dans de nombreux gènes. Elles peuvent néanmoins être regroupées en une constellation spécifique de symptômes. Nous devons aborder ces troubles en nous intéressant d’abord aux gènes, plutôt qu’en nous attardant à une classification clinique », explique Carl Ernst, auteur principal de l’étude.

D’autres recherches seraient nécessaires pour tester si d’autres gènes de l’autisme, que l’on pense importants à des stades de développement tardifs, sont également essentiels à un stade neuronal précoce.


Ce travail a été financé en partie par les Instituts de recherche en santé du Canada (IRSC), la Chaire de recherche du Canada et la plateforme sur les déficiences intellectuelles Sandra et Alain Bouchard.

L’article Disruption of GRIN2B impairs differentiation in human neurons a été publié dans la revue Stem Cell Reports. DOI : 10.1016/j.stemcr.2018.05.018

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