Un consortium de chercheurs a produit les cartes multidimensionnelles les plus vastes et les plus avancées des réseaux de régulation génétique dans le cerveau des personnes atteintes ou non de troubles mentaux. Ces cartes détaillent les nombreux éléments régulateurs qui coordonnent les voies biologiques et les fonctions cellulaires du cerveau. La recherche, soutenue par les National Institutes of Health (NIH), a utilisé des tissus cérébraux post-mortem provenant de plus de 2 500 donneurs pour cartographier les réseaux de régulation génique à différents stades du développement cérébral et de multiples troubles liés au cerveau.
Ces découvertes révolutionnaires nous permettent de mieux comprendre où, comment, et lorsque le risque génétique contribue à des troubles mentaux tels que la schizophrénie, le trouble de stress post-traumatique et la dépression. De plus, les ressources critiques, partagées librement, volonté aider les chercheurs à identifier les variantes génétiques susceptibles de jouer un rôle causal dans les maladies mentales et à identifier des cibles moléculaires potentielles pour de nouveaux traitements.
Joshua A. Gordon, MD, Ph.D., directeur de l'Institut national de la santé mentale (NIMH) du NIH
La recherche est publiée dans 15 articles dans Science, Avancées scientifiqueset Rapports scientifiques. Les articles rapportent des conclusions selon plusieurs thèmes clés :
- Analyses au niveau de la population qui relient les variantes génétiques, les éléments régulateurs et les différentes formes moléculaires de gènes exprimés aux réseaux régulateurs au niveau cellulaire, à la fois dans le cerveau en développement et dans le cerveau adulte.
- Cartes au niveau cellulaire du cortex préfrontal provenant d'individus diagnostiqués avec des troubles mentaux et des troubles neurodéveloppementaux
- Analyses expérimentales validant la fonction des éléments régulateurs et des variantes génétiques associés aux loci de traits quantitatifs (segments d'ADN liés à des traits observables)
Les analyses développent les découvertes précédentes, explorant plusieurs régions corticales et sous-corticales du cerveau humain. Ces zones cérébrales jouent un rôle clé dans une série de processus essentiels, notamment la prise de décision, la mémoire, l’apprentissage, les émotions, le traitement des récompenses et le contrôle moteur.
Environ 2 % du génome humain est composé de gènes codant pour des protéines. Les 98 % restants comprennent des segments d’ADN qui aident à réguler l’activité de ces gènes. Pour mieux comprendre comment la structure et la fonction cérébrales contribuent aux troubles mentaux, les chercheurs du consortium PsychENCODE financé par le NIMH utilisent des méthodes standardisées et des approches d'analyse de données pour dresser un tableau complet de ces éléments régulateurs dans le cerveau humain.
En plus de ces découvertes, les articles mettent également en évidence de nouvelles méthodes et outils pour aider les chercheurs à analyser et à explorer la richesse des données produites par cet effort. Ces ressources comprennent une plateforme Web offrant des données de visualisation interactives provenant de divers types de cellules cérébrales chez des individus avec ou sans troubles mentaux, connue sous le nom de PsychSCREEN. Ensemble, ces méthodes et outils fournissent une ressource de données complète et intégrée pour la communauté de recherche au sens large.
Les articles se concentrent sur la deuxième phase des résultats du consortium PsychENCODE. Cet effort vise à faire progresser notre compréhension de l’impact de la régulation génique sur le fonctionnement et le dysfonctionnement du cerveau.
« Ces découvertes du Consortium PsychENCODE jettent un nouvel éclairage sur la façon dont le risque génétique s'applique au fonctionnement cérébral à travers les stades de développement, les régions cérébrales et les troubles », a déclaré Jonathan Pevsner, Ph.D., chef de la branche de recherche en génomique du NIMH. « Ce travail pose une base solide pour les efforts en cours visant à caractériser les voies de régulation à travers les troubles, à élucider le rôle des mécanismes épigénétiques et à accroître la diversité ancestrale représentée dans les études. »
Les articles PsychENCODE publiés dans Science et Avancées scientifiques sont présentés comme une collection sur le Science site web.
