Une étude publiée dans Psychiatrie Moléculaire ont découvert que les changements de volume cérébral sont en corrélation avec les différences de comportement social dans les conditions psychiatriques telles que les troubles du spectre autistique et la schizophrénie.
L'étude, dirigée par Noboru Hiroi, PhD., professeur au Département de pharmacologie de Joe R. et Teresa Lozano Long School of Medicine du Centre des sciences de la santé de l'Université du Texas à San Antonio (UT Health San Antonio), a montré qu'un déficit dans un gène spécifique était associé à des différences de comportement social chez la souris ; différences souvent présentes dans les troubles psychiatriques.
Sommaire
Variantes génétiques liées à certaines conditions psychiatriques
Les variantes du nombre de copies (CNV) sont des altérations génétiques dans lesquelles des segments de chromosomes présentent des écarts par rapport au nombre habituel de copies. Ces variations génomiques sont de plus en plus reconnues pour leur influence sur la structure cérébrale et leur association avec des troubles psychiatriques. Les CNV englobent souvent plusieurs gènes, mais les contributions spécifiques de gènes individuels au sein de ces variantes au développement du cerveau et aux troubles psychiatriques restent largement inexplorées.
Un exemple notable est la région 22q11.2 du chromosome 22 humain, qui héberge plus de 30 gènes codant pour des protéines. Parmi ceux-ci, le gène Tbx1 est apparu comme un régulateur essentiel de la fonction des cellules souches dans le cerveau, comme le soulignent des études antérieures menées par Hiroi et ses collègues. Les variantes de Tbx1 sont fortement associées à une gamme de troubles neurodéveloppementaux et psychiatriques, notamment les troubles du spectre autistique, la schizophrénie, la déficience intellectuelle et le retard de développement. Comprendre le rôle de Tbx1 et d'autres gènes dans cette région est essentiel pour élucider les mécanismes sous-jacents aux anomalies cérébrales et aux conséquences psychiatriques associées au CNV.
Les recherches pionnières du Dr Hiroi au Département de pharmacologie ont considérablement fait progresser notre compréhension des fondements génétiques des troubles psychiatriques, notamment les troubles du spectre autistique et la schizophrénie. Son étude récente sur Tbx1 met non seulement en valeur la complexité des interactions gène-phénotype, mais illustre également comment des analyses volumétriques précises peuvent révéler les corrélats neuronaux des déficiences comportementales, ouvrant la voie à des interventions thérapeutiques potentielles.
Daniel Lodge, PhD, professeur et président du département de pharmacologie de la Long School of Medicine de l'UT Health San Antonio
Différences de volume cérébral
Pour cette étude, l’équipe de recherche a créé des souris sans le gène Tbx1, puis a utilisé une analyse IRM volumétrique pour explorer les différences de volume cérébral chez ces souris par rapport aux souris de type sauvage. Ils ont également évalué le comportement social des souris présentant une délétion de Tbx1 par rapport aux souris non modifiées.
Hiroi a découvert que les souris déficientes en Tbx1 présentaient une diminution du volume de leur amygdale et des régions corticales environnantes et, plus particulièrement, dans une petite sous-région énigmatique de l'amygdale appelée zone de transition amygdale-piriforme. L'amygdale est une région essentielle à la régulation du comportement émotionnel et, bien qu'elle ne soit pas bien comprise, la zone de transition amygdale-piriforme est connectée à de nombreuses régions du cerveau impliquées dans le traitement des signaux sensoriels et émotionnels.
Le désir d’interaction sociale affecté
Les animaux et les humains apprennent à utiliser des indices et le contexte pour décider si les expériences sociales ont une valeur positive, a déclaré Hiroi. En tant que créatures sociales, les souris ont tendance à choisir l’interaction lorsqu’elles ont le choix de s’isoler ou de se rassembler avec d’autres souris. Dans cette étude, les souris de type sauvage et les souris déficientes en Tbx1 ont eu le choix entre deux enclos – un avec une autre souris et un sans. Alors que les souris de type sauvage choisissaient toujours l'enceinte avec une autre souris, les souris déficientes en Tbx1 étaient ambivalentes quant à la présence ou non d'une autre souris et choisissaient un emplacement en fonction d'autres signaux, tels que l'emplacement avec un type de litière préféré.
« Cette étude suggère que le déficit en Tbx1 pourrait contribuer à la capacité des humains à évaluer les valeurs incitatives positives des expériences sociales », a déclaré Hiroi.
Qu’est-ce qui vient ensuite ?
Hiroi va plus loin dans ses travaux en s'associant avec Jason Pugh, PhD, au département de physiologie cellulaire et intégrative de l'UT Health San Antonio, pour examiner l'excitabilité d'un type spécifique de neurone dans la zone de transition amygdale-piriforme de souris déficientes en Tbx1. . Ils travaillent également sur des modèles qui pourraient initier et restaurer l’hétérozygotie Tbx1 (ayant deux versions du même gène) à n’importe quel stade de développement. Une fois terminé, Hiroi a déclaré qu'ils prévoyaient d'utiliser ce modèle pour découvrir la période de développement critique du rétrécissement de l'amygdale.
La réduction du volume de l'amygdale semble provenir de la phase embryonnaire, a déclaré Hiroi, donc une intervention thérapeutique pourrait cibler ce point. De plus, le degré de rétrécissement de l’amygdale pourrait être un biomarqueur d’une altération de l’appréciation des expériences sociales chez les personnes atteintes de troubles du spectre autistique ou de schizophrénie.
« Cette étude peut servir de catalyseur pour relier de manière translationnelle la science fondamentale aux études d'imagerie cérébrale humaine et aux études sur les patients atteints de troubles du développement neurologique, qui sont déjà des atouts majeurs de l'UT Health San Antonio », a déclaré Hiroi.
D'autres auteurs de l'étude Tbx1 de Hiroi travaillent également au Département de pharmacologie de l'UT Health San Antonio, ainsi qu'à l'Institut du développement, du vieillissement et du cancer de l'Université de Tohoku, à Sendai, au Japon ; les Instituts nationaux des sciences et technologies quantiques et radiologiques, Chiba, Japon ; et le Laboratoire d'interaction et de réciprocité homme-animal de l'Université Azabu, Sagamihara, Kanagawa, Japon.
UT Health San Antonio est une université de recherche de classe mondiale, se classant parmi les 5 % des meilleures institutions mondiales de médecine clinique selon US News & World Report. Elle se classe au 12e rang mondial parmi les universités pour l’impact de ses découvertes – en termes d’impact normalisé des citations, qui compare le nombre de citations que ses recherches reçoivent par article à la moyenne de travaux publiés similaires, une mesure fondamentale reconnue de l’impact de la recherche.
