Tout au long de la journée et de la nuit, le liquide céphalorachidien (LCR) circule dans de petits canaux remplis de liquide entourant les vaisseaux sanguins du cerveau, appelés espaces périvasculaires, pour éliminer la neuroinflammation et autres déchets neurologiques. Une perturbation de ce processus vital peut entraîner un dysfonctionnement neurologique, un déclin cognitif ou des retards de développement.
Pour la première fois, les chercheurs Dea Garic, PhD, et Mark Shen, PhD, tous deux du département de psychiatrie de l’École de médecine de l’UNC, ont découvert que les nourrissons présentant des espaces périvasculaires anormalement élargis ont 2,2 fois plus de risques de développer l’autisme que les nourrissons présentant des espaces périvasculaires anormalement élargis. même risque génétique. Leurs recherches ont également indiqué que l’élargissement des espaces périvasculaires chez les nourrissons est associé à des problèmes de sommeil sept à dix ans après le diagnostic.
« Ces résultats suggèrent que les espaces périvasculaires pourraient servir de marqueur précoce de l’autisme », a déclaré Garic, professeur adjoint de psychiatrie et membre du Carolina Institute for Developmental Disabilities (CIDD).
Les chercheurs ont étudié des nourrissons présentant un risque accru de développer l’autisme, car ils avaient un frère ou une sœur aîné autiste. Ils ont suivi ces nourrissons âgés de 6 à 24 mois, avant l’âge du diagnostic d’autisme. Leur étude, publiée dans Réseau JAMA ouvert, ont découvert que trente pour cent des nourrissons qui ont développé plus tard l’autisme avaient des espaces périvasculaires élargis de 12 mois. À l’âge de 24 mois, près de la moitié des nourrissons diagnostiqués autistes présentaient une hypertrophie des espaces périvasculaires.
L’importance du liquide céphalo-rachidien et du sommeil
Depuis dix ans, on assiste à une résurgence de la recherche sur les fonctions importantes du LCR dans la régulation de la santé et du développement du cerveau. Le laboratoire de Shen a été le premier à signaler qu’un volume excessif de LCR était évident à l’âge de 6 mois chez les nourrissons qui développeraient plus tard l’autisme. La présente étude a montré qu’un volume excessif de LCR à 6 mois était lié à une hypertrophie des espaces périvasculaires à 24 mois.
Toutes les six heures, le cerveau expulse une vague de LCR qui traverse les espaces périvasculaires pour éliminer les protéines neuroinflammatoires potentiellement nocives, telles que la bêta-amyloïde, de l’accumulation dans le cerveau. Le processus de nettoyage du LCR est particulièrement efficace lorsque nous dormons, car la majorité de la circulation et de l’élimination du LCR se produisent pendant le sommeil.
Un sommeil perturbé, cependant, peut réduire la clairance du LCR des espaces périvasculaires, conduisant à une dilatation ou un élargissement, mais cela n’a été étudié auparavant que dans des études animales ou dans des études humaines sur des adultes. Il s’agit de la première étude de ce type chez les enfants.
Shen, auteur principal du Réseau JAMA ouvert article, et Garic a émis l’hypothèse que les anomalies du LCR pendant la petite enfance seraient liées à des problèmes de sommeil ultérieurs, sur la base des recherches antérieures de Shen. L’analyse actuelle du sommeil a révélé que les enfants qui présentaient des espaces périvasculaires élargis à l’âge de deux ans présentaient des taux plus élevés de troubles du sommeil à l’âge scolaire.
L’autisme étant étroitement lié aux problèmes de sommeil, nous étions dans une position unique pour examiner la dynamique du LCR et le sommeil. C’était vraiment frappant d’observer une association aussi forte séparée par une si longue période de temps au cours de l’enfance. Mais cela montre vraiment comment les espaces périvasculaires ont non seulement un effet au début de la vie, mais peuvent également avoir des effets à long terme. »
Dea Garic, PhD, premier auteur de l’article
Nouvelle pertinence clinique chez la petite enfance
La recherche a été réalisée en collaboration avec l’Infant Brain Imaging Study (IBIS), un réseau national de chercheurs étudiant le développement du cerveau, l’autisme et les troubles du développement associés. Le réseau se compose de cinq universités, dont l’Université de Caroline du Nord-Chapel Hill est le site principal.
Pour leur étude, Garic et Shen ont analysé 870 IRM d’IBIS pour mesurer le volume excessif du LCR et les espaces périvasculaires élargis. Des IRM ont été obtenues sur des bébés pendant leur sommeil naturel à l’âge de six, 12 et 24 mois pour observer les changements au fil du temps.
Le cerveau du nourrisson connaît un développement rapide au cours de cette période. Auparavant, on pensait que la mesure des espaces périvasculaires n’était cliniquement pertinente que pour les troubles du vieillissement chez les personnes âgées, comme la démence. Ces résultats suggèrent que les populations plus jeunes pourraient devoir être prises en compte et surveillées pour détecter ces types d’anomalies cérébrales.
« Nos résultats étaient frappants, étant donné que les neuroradiologues considèrent généralement les espaces périvasculaires élargis comme un signe de neurodégénérescence chez les adultes, mais cette étude l’a rapporté chez les tout-petits », a déclaré Garic. « Il s’agit d’un aspect important du développement cérébral au cours des premières années de la vie qui doit être surveillé. »
Études futures et possibilités
Garic et Shen émettent l’hypothèse que le volume excédentaire du LCR stagne ou est obstrué et ne circule pas dans le cerveau aussi efficacement qu’il le devrait. Pour leur prochain projet de recherche, les chercheurs prévoient d’utiliser à nouveau l’IRM pour mesurer le LCR dans le cerveau d’un nourrisson endormi, mais cette fois en se concentrant sur la physiologie et la vitesse du flux de LCR dans le cerveau.
L’équipe de recherche travaille également avec d’autres collaborateurs pour quantifier la taille des espaces périvasculaires et la gravité des résultats comportementaux. L’équipe prévoit également d’étendre ses recherches aux syndromes neurogénétiques associés à l’autisme, comme le syndrome du X fragile et le syndrome de Down.
« Collectivement, nos recherches ont montré que les anomalies du LCR au cours de la première année de vie pourraient avoir des effets en aval sur divers résultats, notamment le diagnostic ultérieur de l’autisme, les problèmes de sommeil, la neuroinflammation et éventuellement d’autres troubles du développement », a déclaré Shen.
