Les scientifiques ont lié les troubles neuropsychiatriques, tels que la schizophrénie et l'autisme, à des modifications de nombreux gènes impliqués dans le développement précoce du cerveau. Cependant, des recherches supplémentaires sont nécessaires pour comprendre comment ces variantes génétiques influencent les mécanismes biologiques à l’origine de ces troubles.
Anne Bang, PhD, directrice de la biologie cellulaire au Centre Conrad Prebys de génomique chimique de l'institut, fait partie d'une équipe interdisciplinaire de scientifiques et de cliniciens travaillant à établir des liens plus clairs entre les gènes impliqués et leurs effets sur la fonction cérébrale et la santé mentale.
Le laboratoire de Bang est équipé de nombreux instruments nécessaires au criblage à haut débit. Cette technologie permet aux scientifiques d’automatiser des expériences sur plusieurs échantillons à la fois grâce à la robotique, à des technologies précises de manipulation des fluides et à l’imagerie automatisée.
Sous la direction de Jonathan Sebat, PhD, professeur aux départements de psychiatrie et de médecine cellulaire et moléculaire de la faculté de médecine de l'UC San Diego, le groupe a reçu une subvention de 12,7 millions de dollars du California Institute for Regenerative Medicine (CIRM) pour créer un nouveau centre de recherche pour soutenir ce travail. Le centre de bord d'UC San Diego : Convergence et divergence des gènes sur le neurodéveloppement et la santé mentale est l'une des cinq collaborations soutenues par le programme pilotReMIND (Recherche utilisant des approches multidisciplinaires et innovantes dans les maladies neurologiques) du CIRM.
Grâce à des efforts à grande échelle visant à comprendre les fondements génétiques de troubles psychiatriques complexes, des dizaines de milliers d’individus à travers le monde ont vu leur génome séquencé, conduisant à l’identification de variantes génétiques qui exposent les individus à un risque de troubles tels que la schizophrénie et l’autisme.
Cet effort incroyable a amené le domaine à l’endroit où nous en sommes aujourd’hui et, avec ce soutien du CIRM, nous sommes prêts à étudier ces gènes à risque de plus près que jamais. »
Anne Bang, PhD, directrice de la biologie cellulaire, Centre Conrad Prebys de Sanford Burnham Prebys pour la génomique chimique
Le nouveau centre de recherche renforcera les collaborations entre les experts de l'UC San Diego, de Sanford Burnham Prebys, de l'Université de Californie à Los Angeles (UCLA) et de l'Université de Montréal. En intégrant des données cliniques, des analyses génétiques et des études fonctionnelles des neurones et des organoïdes cérébraux, les chercheurs visent à découvrir les mécanismes biologiques à l'origine de la schizophrénie et de l'autisme.
Bang co-dirigera l'équipe de criblage à haut débit du centre avec Gene Yeo, PhD, MBA, professeur au Département de médecine cellulaire et moléculaire de l'UC San Diego. Leur groupe étudiera la fonction de plus de 100 gènes dans les cellules cérébrales en utilisant les nombreux instruments du Prebys Center pour mener des recherches biologiques à haut débit.
Bang, Yeo et leurs collaborateurs emploieront des techniques de génie génétique pour faire taire ou restaurer la fonction de certains gènes et étudieront comment ces changements génétiques affectent les neurones cultivés à partir d'échantillons de patients transformés en cellules souches en laboratoire.
« Nous utilisons la technologie CRISPR pour réguler à la hausse et à la baisse l'activité des gènes à risque dans les neurones dérivés des cellules souches afin de cartographier les changements ultérieurs dans les cellules », a déclaré Bang. « Tout ce que nous apprendrons sera partagé avec le centre de coordination des données pour intégrer les données de toutes les équipes. »
Les autres projets de l'UC San Diego Verge Center sont :
- Equipe Organoïdes : Lilia Iakoucheva, PhD, professeur au département de psychiatrie de l'UC San Diego, et Alysson Muotri, PhD, professeur aux départements de pédiatrie et de médecine cellulaire et moléculaire de l'UC San Diego, dirigent l'étude des facteurs de risque génétiques de l'autisme. et la schizophrénie grâce à l'utilisation d'organoïdes et d'assembloïdes cérébraux – ; des modèles de culture cellulaire tridimensionnels qui imitent la structure et le fonctionnement du cerveau humain.
- Équipe clinique : Carrie Bearden, PhD, professeure aux départements de psychiatrie et de psychologie de l'UCLA, et Sébastien Jacquemont, MD, généticien médical de l'Université de Montréal, utiliseront de vastes ensembles de données pour convertir des échantillons de patients porteurs de mutations génétiques spécifiques en cellules souches et neurones. . Les chercheurs compareront ensuite les caractéristiques des neurones dérivés des patients avec les résultats cliniques chez les mêmes patients.
- Equipe Génomique : Sebat dirigera un centre de coordination des données et travaillera avec Trey Ideker, PhD, professeur aux départements de médecine et de bio-ingénierie, pour évaluer les données sur les gènes, les voies, la fonction neuronale et les traits neurodéveloppementaux, dans le but de trouver de nouvelles explications sur la façon dont les mutations génétiques influencent les comportements et la fonction cognitive.
« Je crois fermement à cette approche multidisciplinaire qui met l'accent sur la science en équipe », a déclaré Bang. « En réunissant de nombreuses perspectives, vous pouvez créer une synergie bien plus grande que ce que chacun d'entre nous pourrait accomplir seul.
« Le besoin d'innovation dans le traitement des maladies neuropsychiatriques est vaste. Les patients et leurs familles vivent souvent des odyssées thérapeutiques consistant à essayer médicament après médicament jusqu'à ce que l'un d'eux, espérons-le, les aide. Nous espérons que la compréhension de ces facteurs génétiques pourra à l'avenir conduire à de meilleurs outils de diagnostic, à de meilleurs traitements et cibles thérapeutiques potentiellement neuves pour ces conditions.
