Les scanners cérébraux nouveau-nés révèlent comment les variantes génétiques liées à l'autisme influencent le câblage neuronal précoce, offrant de nouvelles informations sur les origines des différences neurodéveloppementales.
Recherche: Variantes communes de l'autisme associées aux altérations de la substance blanche à la naissance: analyses transversales basées sur Fixel de 221 nouveau-nés nés européens du projet de connexion humaine en développement. Crédit d'image: ATTHAPON RAKTHAPUT / Shutterstock
Dans une étude récente publiée dans la revue Psychiatrie translationnelleun groupe de chercheurs a étudié la relation entre les variantes génétiques communes associées à l'autisme et aux variations structurelles de la matière blanche parmi les nouveau-nés nés à terme, mettant en évidence des associations potentielles qui peuvent contribuer à de futures recherches sur les marqueurs de l'autisme précoce plutôt que de servir de biomarqueurs définitifs.
Sommaire
Arrière-plan
Le trouble du spectre de l'autisme (TSA) affecte environ 1 enfant sur 100 dans le monde, mais un diagnostic précoce reste un défi. Les recherches émergentes suggèrent que les différences de substance blanche – le réseau de communication du cerveau – peuvent être détectées dans la petite enfance et peuvent servir de premiers indicateurs de l'autisme.
La substance blanche se développe rapidement pendant la grossesse et la petite enfance, formant des connexions neuronales essentielles qui soutiennent la cognition et la fonction motrice. Les facteurs génétiques jouent un rôle crucial dans ce processus, mais leur influence exacte n'est pas claire.
Les progrès de la neuroimagerie permettent désormais aux chercheurs de cartographier ces premiers changements cérébraux, en lumière sur la façon dont la prédisposition génétique façonne les voies neuronales. La compréhension de ces liens peut conduire à des interventions antérieures, améliorant les résultats pour les enfants à risque d'autisme.
Bien que les études aient exploré les différences de substance blanche chez les enfants plus âgés, on sait peu de choses sur la façon dont les variantes génétiques influencent la structure du cerveau néonatal, nécessitant une étude plus approfondie.
À propos de l'étude
La présente étude a analysé les structures de la substance blanche chez 221 nourrissons d'ascendance européenne à partir du projet de connexion humaine en développement. L'imagerie avancée pondérée par diffusion a été utilisée pour capturer des scanners cérébraux à haute résolution, permettant aux chercheurs d'examiner la densité microscopique des fibres et la morphologie macrostructurale. Le prétraitement des données comprenait la réduction du bruit, la correction du mouvement et la normalisation à un modèle de cerveau spécifique à l'étude.
L'analyse génétique a impliqué des échantillons de salive prélevés à la naissance ou 18 mois, qui ont été traités pour identifier les marqueurs génétiques communs associés à l'autisme. Les mesures de contrôle de la qualité ont assuré la fiabilité des données, à l'exclusion des échantillons avec des informations génétiques incomplètes. Les scores polygéniques, représentant le risque d'autisme cumulé, ont été calculés sur la base des études d'association à l'échelle du génome et ajustés pour les différences d'ascendance.
Les modèles statistiques ont évalué la relation entre le risque génétique et la structure de la substance blanche, en tenant compte des variables telles que le volume du cerveau total, l'âge gestationnel et le sexe. Une analyse d'enrichissement des ensembles de gènes a été réalisée pour identifier les voies biologiques liées aux altérations de la substance blanche associées à l'autisme. Des analyses supplémentaires ont été effectuées pour explorer si des voies génétiques spécifiques ont influencé les différences structurelles dans la connectivité de la substance blanche.
Résultats de l'étude
Les nourrissons ayant des scores polygéniques autistes plus élevés ont montré une augmentation significative de la section transversale de fibres dans la corona radiata supérieure gauche, une région du cerveau cruciale pour les fonctions motrices et cognitives. Cela suggère que la prédisposition génétique à l'autisme peut façonner l'organisation précoce de la substance blanche, bien que d'autres études soient nécessaires pour confirmer sa signification pour les résultats du développement ultérieurs.
Une analyse plus approfondie a indiqué que les propriétés microscopiques de la substance blanche sont restées inchangées, tandis que les différences macrostructurales étaient importantes dans la corona radiata supérieure et les voies connexes. Ces résultats s'alignent sur les études précédentes signalant une augmentation du volume de la substance blanche chez les nourrissons et les tout-petits diagnostiqués plus tard avec l'autisme. Cependant, l'étude n'a pas trouvé de différences microstructurales significatives, ce qui suggère que les changements observés sont plus liés à la section transversale du faisceau de fibres plutôt qu'à la densité ou à l'organisation au niveau microscopique.
Rangée supérieure – Vue sagittale de gauche à droite des tranches du cerveau. Rangée moyenne – vue coronale postérieure à antérieure des tranches du cerveau. Rangée inférieure – inférieure à la vue axiale supérieure des tranches du cerveau. Capsule interne IC, Corona Radiata ACR antérieure, SCR Superior Corona Radiata, PCR Corona Radiata postérieure, Cing Cingulum, Forn Fornix, St Stria terminal, SLF Superior Fasciculus longitudin, EC External Capsule, PTR PTR Posiver Thalamic Radiation, Ss Sagittal Stram, Cp CErebral Pidaucle Ssagital Stratum, Cp CErebral Pidauccle Cirebral Pidaucle Ssagital Stratum, Cp CErebral Pidaucle Cérébral SS Ssagital Stratum, CP CEREBRAL PIDUCLLE CHEADIONCLE SS SSAGITTAL STRAMUM, CP CEREBRAL PEDULLECLE CEERBRALLLE SSA , SFOF Fasciculus supérieur occipital inférieur, IFOF FROTO OCCIPItal inférieur, tractus corticospinal CT, pédoncule cérébelleux supérieur MCP, pédoncule cérébelleux inférieur, PC Pontin Crossing, préfant uf préfant, mll medal lemniscus, CC1 Calosum précréfant, Mll Medial Lub , CC2 PRÉMOTOR / MOTEUR SUPPLÉMENTAIRE, CC3 CORPUS CALLOSUM MOTOR PART, CC4 CORPUS CALLOSUM PARTIE SENSORY, CC5 CORPUS CALLOSUM PARIETAL / TEMPORAL / OCCIPITAL. L-gauche, r- droite, a- antérieur, p- postérieur, s- supérieur, i-inférieur.
Une étude plus approfondie sur les modèles de connectivité cérébrale a révélé que les nourrissons avec des scores polygéniques autistes plus élevés avaient une augmentation des zones transversales dans des voies de substance blanche supplémentaires, y compris les voies impliquées dans le sensorimoteur et le traitement cognitif. Ces changements pourraient jouer un rôle dans la connectivité cérébrale atypique observée chez les individus autistes.
L'analyse de la voie génétique a révélé que les variantes associées à l'autisme liées aux changements de matière blanche étaient surreprésentées dans les gènes liés à la connectivité neuronale et à la fonction synaptique. Notamment, les gènes tels que MAPT, KCNN2 et DSCAM – imprégneusement impliqués dans le risque d'autisme – ont été mis en évidence dans l'étude, renforçant l'hypothèse que les altérations de la substance blanche sont liées aux processus neurodéveloppementaux essentiels à la fonction cognitive et moteur.
Bien que statistiquement significatifs, les tailles d'effet étaient faibles et certaines résultats – comme celles liées à la bonne corona radiata supérieure – ne survivent pas à plusieurs corrections de tests, indiquant la nécessité d'une validation supplémentaire.
Ces résultats suggèrent que les altérations de la substance blanche chez les nouveau-nés reflètent les influences génétiques sur le développement précoce du cerveau plutôt que de servir de biomarqueurs définitifs pour l'autisme. S'ils sont validés dans des études plus importantes, ces résultats pourraient avoir des implications profondes pour les stratégies de dépistage et d'intervention précoces, permettant un soutien au développement proactif avant d'émerger les symptômes comportementaux.
Conclusions
Pour résumer, ces résultats mettent l'accent sur l'impact profond de la génétique sur le développement précoce du cerveau. En identifiant les différences structurelles du cerveau à la naissance, les chercheurs se rapprochent de la compréhension des premières origines de l'autisme.
La détection de ces altérations précoce pourrait contribuer à la recherche sur les interventions personnalisées, permettant des thérapies ciblées avant d'émerger les symptômes comportementaux. Cependant, l'étude ne suggère pas que les techniques actuelles de neuroimagerie peuvent prédire de manière fiable l'autisme chez les nouveau-nés. À mesure que les neurosciences avancent, l'intégration des informations génétiques à la neuroimagerie peut aider à prédire les résultats neurodéveloppementaux, améliorant finalement la vie des individus autistes et de leurs familles.
Les recherches futures devraient explorer comment ces premiers changements structurels sont liés au développement cognitif et comportemental à long terme, façonnant de nouvelles stratégies pour une intervention et un soutien précoces.
