Les scientifiques ont traité avec succès des mouches présentant des problèmes de comportement liés à de nouveaux gènes associés à la schizophrénie chez l’homme, en utilisant des antipsychotiques courants.
La schizophrénie est une maladie mentale grave à long terme qui est historiquement mal comprise et traitée. Elle est relativement courante, touchant un à deux pour cent de la population, et on sait qu’elle a jusqu’à 80 pour cent d’origine génétique.
Des progrès récents dans le séquençage des génomes de personnes atteintes de schizophrénie ont permis d’identifier une liste de nouveaux gènes et mutations associés à la maladie. Beaucoup sont exprimés dans le cerveau et sont impliqués dans la façon dont les neurones communiquent entre eux par des signaux électriques et chimiques libérés au niveau des synapses.
La recherche a été réalisée par le premier étudiant, le Dr Sergio Hidalgo, dans le cadre du double programme de doctorat des universités de Bristol (Royaume-Uni) et de la Pontificia Universidad Catolica de Chile. Il a étudié le rôle de deux gènes associés à la schizophrénie sur les comportements associés à la maladie, en utilisant la génétique de la mouche des fruits, Drosophile.
«Nous avons étudié deux de ces gènes associés à la schizophrénie – l’un appelé Rim, qui est impliqué dans la libération de neurotransmetteurs au niveau des synapses, et un autre appelé CACNA1A et CACNA1B chez l’homme et la cacophonie chez les mouches, les canaux calciques sensibles au voltage impliqués dans la signalisation électrique et chimique dans et entre les neurones.
Nous avons constaté que les mutants Fly Rim présentaient plusieurs changements de comportement observés chez les personnes atteintes de schizophrénie qui pourraient avoir des mutations Rim. Il s’agissait notamment de préférer des distances sociales plus grandes entre les individus lorsqu’ils étaient en groupe et des changements d’odorat ou d’olfaction.
Nous avons également constaté que les déficits circadiens (horloge biologique sur 24 heures) signalés dans la schizophrénie étaient également présents chez les mouches mutantes Rim. «
Dr James Hodge, École de physiologie, pharmacologie et neurosciences, Université de Bristol
Étonnamment, le traitement avec l’antipsychotique couramment utilisé, l’halopéridol, a sauvé certains des problèmes de comportement du mutant Rim.
La deuxième étude a examiné les canaux calciques voltage-dépendants, dont plusieurs sont des contributeurs majeurs au risque de développer une schizophrénie. L’équipe s’est concentrée sur les symptômes négatifs de la schizophrénie qui incluent des anomalies comportementales telles que la mémoire altérée, le sommeil et les rythmes circadiens.
«Ces symptômes sont particulièrement mal compris et traités. Nous avons trouvé que les mutants de la cacophonie des mouches (cac) présentaient plusieurs caractéristiques comportementales, notamment une diminution du sommeil nocturne et une hyperactivité similaires à celles rapportées chez les patients humains.
Nous avons également constaté que la perte de la fonction cac dans l’horloge du cerveau de la mouche diminuait leurs rythmes circadiens, tandis que la perte de la fonction cac dans leur centre de mémoire réduisait la mémoire de la mouche via une réduction de la signalisation du calcium », a déclaré le Dr Sergio Hidalgo.
Deux nouveaux articles de recherche sont sortis de l’étude, publiés dans Psychiatrie translationnelle et Neurobiologie de la maladie. La recherche représente des avancées importantes dans la compréhension de la schizophrénie en démontrant comment la perte de la fonction de la jante ou du canal cac Cav2 provoque un certain nombre de déficits cognitifs et comportementaux pertinents pour la maladie et une réduction sous-jacente de la croissance synaptique et des transitoires calciques neuronaux.
«Il ressort de cette étude que ces comportements sont causés par des changements dans la signalisation du calcium, la forme des synapses et leur libération de neurotransmetteur.
Outre la capacité de ramener ces comportements à la normale avec un médicament contre la schizophrénie couramment utilisé, ces études établissent Drosophile comme modèle génétique in vivo à haut débit pour étudier la pathophysiologie du canal Cav et de la libération des neurotransmetteurs liée à la schizophrénie.
«La prochaine étape consiste à comprendre comment la jante et les différents canaux calciques agissent ensemble au niveau des synapses pour réguler les comportements affectés par la schizophrénie. En testant des médicaments ou des traitements ciblant ces cibles, nous développerons une compréhension plus approfondie des thérapies de la schizophrénie et de leur fonctionnement.
« Il est important que nous obtenions un financement pour cette nouvelle recherche qui a le potentiel d’informer des progrès vraiment significatifs dans la façon dont nous traitons cette maladie courante et débilitante », a ajouté le Dr James Hodge.
«Comprendre la complexité de l’étiologie de la schizophrénie pourrait nous aider à développer de nouveaux traitements plus efficaces. En montrant que certains mécanismes moléculaires sont conservés entre les espèces, nous pouvons proposer l’utilisation des mouches comme nouvelle plateforme de dépistage de drogues», a ajouté le Dr Sergio Hidalgo.
Le Dr Jorge Campusano, co-directeur de la recherche du Département de biologie cellulaire et moléculaire de la Pontificia Universidad Catolica de Chile, a déclaré
<< Sergio Hidalgo est le premier étudiant d'un nouveau programme de double doctorat signé par l'Université de Bristol et la Pontificia Universidad Catolica de Chile. Ses recherches démontrent comment la collaboration entre nos deux universités peut élargir les frontières de la connaissance et la portée de nos découvertes. poignant sur un domaine aussi important de la biomédecine ces jours-ci, qui est la santé mentale. "
La source:
Référence du journal:
Hidalgo, S., et al. (2021) Évaluation des phénotypes olfactifs, mémoriels, sociaux et circadiens associés à la schizophrénie dans un modèle génétique basé sur Rim. Psychiatrie translationnelle. doi.org/10.1038/s41398-021-01418-3.
