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Autisme et déficiences intellectuelles : la communication entre les neurones mise en cause

du 5 mai 2017 au 30 juin 2017

Les origines de l'autisme seraient largement génétiques...

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Une étude collaborative internationale coordonnée par Frédéric Laumonnier (Unité 930 « Imagerie et Cerveau » Inserm/ Université de Tours / CHRU de Tours) et Yann Hérault (Unité 964 Institut de Génétique et de Biologie Moléculaire et Cellulaire, Inserm/ CNRS/ Université de Strasbourg), apporte des données nouvelles et originales sur le rôle physiopathologique des zones de contact entre les neurones dans certains troubles cérébraux. L’étude révèle que la mutation d’un des gènes impliqués dans la déficience intellectuelle et l’autisme, entraine un dysfonctionnement au niveau des synapses, structures essentielles pour la communication neuronale. Les travaux sont parus le 18 avril 2017 dans la revue Molecular Psychiatry.

L’autisme et les déficiences intellectuelles (DI) sont des troubles apparaissant au cours de la période du développement cérébral et qui persistent à l’âge adulte. On constate chez les personnes atteintes, des incapacités à établir des interactions sociales et à communiquer, des troubles du comportement ou encore des difficultés de compréhension et d’apprentissage. Si les origines sont encore mal connues, on sait désormais qu’elles sont largement génétiques.

Au cours du développement du cerveau, la formation des synapses est indispensable pour les fonctions cérébrales comme la mémoire et l’apprentissage. Les synapses sont les zones de contact entre les neurones, assurant la connexion et la propagation de l’information entre eux. Certaines sont inhibitrices et d’autres excitatrices. Or, des mutations d’un gène nommé PTCHD1 (Patched Domain containing 1), localisé sur le chromosome X et qui permet l’expression d’une protéine potentiellement impliquée dans le fonctionnement des synapses, ont récemment été identifiées chez des garçons atteints des troubles cités précédemment et entrainent la perte d’expression de ce gène.

Afin de valider l’implication des mutations du gène PTCHD1 dans les troubles de l’autisme et des DI, Yann Hérault et ses collaborateurs, ont créé un modèle murin n’exprimant plus le gène PTCHD1. Ils ont observé chez ces animaux, des défauts importants de mémoire, ainsi que des symptômes significatifs d’hyperactivité, confirmant ainsi l’implication du gène dans l’autisme et les DI. Des études menées en parallèle par l’équipe de Frédéric Laumonnier, ont permis d’une part, de montrer que la protéine PTCHD1 était présente au niveau des synapses excitatrices, et d’autre part, de déceler chez ces mêmes souris, des modifications au niveau des synapses. Ces altérations de la structure et de l'activité synaptique dans les réseaux neuronaux excitateurs sont particulièrement significatives dans une région au centre du cerveau appelée l’hippocampe. Cette région joue un rôle majeur dans les processus cognitifs, notamment la mémoire et la formation de nouveaux souvenirs.

Ces travaux définissent une nouvelle « maladie » des synapses causée par une mutation du gène PTCHD1. Ce dysfonctionnement apparait au cours du développement et est associé aux déficiences intellectuelles et à l’autisme. La compréhension des mécanismes physiopathologiques qui sous-tendent ces troubles neuro-développementaux, est essentielle pour améliorer les stratégies thérapeutiques.

 
A gauche : vue au microscope confocale d’un neurone avec zoom sur les prolongements et les terminaisons synaptiques, en vert, les protéines codées par le gène PTCHD1, très présentes dans les synapses
A droite : vue au microscope électronique de jonctions synaptiques issues de l'hippocampe de cerveau d’un souris témoin (Ptchd1+/y) et d’une souris mutée (Ptchd1-/y), anomalie chez la souris mutée : diminution de l’espace entre les synapses et de l’épaisseur membranaire (zone foncée)

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