Les chercheurs d’une étude menée par le Johns Hopkins Children’s Center qui a utilisé du matériel génétique provenant de sang humain et de cellules cérébrales cultivées en laboratoire affirment avoir progressé dans le développement d’un test sanguin pour identifier les changements cérébraux associés à une maladie spécifiquement liés à la dépression post-partum et à d’autres troubles psychiatriques. et troubles neurologiques.
Les résultats de la recherche, publiés le 11 janvier dans Psychiatrie Moléculaire, s’est concentré sur l’identification des « empreintes » des ARNm dérivés des cellules cérébrales dans le sang circulant à l’extérieur du cerveau. Ces vésicules extracellulaires sanguines transportent des morceaux de matériel génétique spécifiques au cerveau qui permettent potentiellement aux chercheurs de détecter les changements associés à la maladie dans l’activité des gènes à l’intérieur du cerveau.
Les vésicules extracellulaires (VE), sacs adipeux de matériel génétique essentiels à la communication entre les cellules, transportent l’ARN messager (ARNm) et sont libérées par tous les tissus du corps, y compris le cerveau.
La nouvelle recherche a été inspirée, selon les enquêteurs, par les résultats d’une étude publiée en septembre 2022, dans laquelle les scientifiques de Johns Hopkins Medicine ont découvert que la communication EV est altérée chez les femmes enceintes qui développent une dépression post-partum après l’accouchement.
Nous n’avons détecté les EV spécifiques au placenta que pendant la grossesse, et non après la naissance. C’était une preuve de concept selon laquelle nous pouvons détecter les véhicules électriques provenant d’un tissu ou d’un organe spécifique. »
Sarven Sabunciyan, Ph.D., professeur adjoint de pédiatrie à la faculté de médecine de l’université Johns Hopkins et auteur principal de l’article
Premièrement, en utilisant le placenta humain comme modèle, les enquêteurs ont identifié 26 ARNm placentaires présents dans le sang maternel uniquement pendant la grossesse et non après la naissance, prouvant que les ARNm provenant de tissus spécifiques se trouvent dans les véhicules électriques du sang circulant. Ensuite, en utilisant du tissu cérébral humain cultivé en laboratoire dérivé de cellules souches (organoïdes cérébraux), les chercheurs ont découvert que les ARNm EV libérés par ces tissus cérébraux reflétaient les changements survenant à l’intérieur des tissus. Sabunciyan et son équipe concluent qu’il est possible de recueillir des informations biologiques sur des tissus normalement inaccessibles, tels que le placenta et le cerveau, en examinant les ARNm d’EV circulant dans le sang.
Ils ont pu identifier les ARNm spécifiquement exprimés dans le cerveau en utilisant les données de l’Atlas des protéines humaines – ; une base de données suédoise sur les protéines humaines présentes dans les cellules, les tissus et les organes – ; et le Genotype-Tissue Expression Project, qui a largement catalogué les niveaux d’ARNm dans les tissus humains.
Une analyse plus approfondie de ces voies génétiques d’ARNm a montré que les ARNm spécifiques au cerveau dans les véhicules électriques sanguins étaient impliqués dans des fonctions cérébrales particulières et étaient considérablement enrichis en gènes déjà associés à des troubles cérébraux impliquant l’humeur, la schizophrénie, l’épilepsie et la toxicomanie.
L’équipe de recherche affirme que cette analyse suggère que ces ARNm sont probablement des marqueurs biologiques idéaux pour identifier de telles conditions.
« C’est très excitant, car à l’heure actuelle, il n’existe aucun marqueur sanguin pour les troubles affectant le cerveau », déclare Lena Smirnova, Ph.D., professeure adjointe au Département de santé environnementale et d’ingénierie de la Johns Hopkins Bloomberg School of. Santé publique et co-auteur de l’article. Essentiellement, ces conditions sont diagnostiquées par des entretiens cliniques entre patients et prestataires.
Les chercheurs ont également découvert dans le sang 13 ARNm spécifiques au cerveau qui étaient associés à la dépression post-partum. Pour déterminer dans quelle mesure les ARNm des EV sanguins reflètent la transcription dans le cerveau, les chercheurs ont comparé les ARNm isolés des cellules et des EV dans un modèle organoïde cérébral. Ils ont découvert que même si les niveaux d’ARNm cellulaires et extracellulaires ne sont pas identiques, ils sont en corrélation et il est possible d’extrapoler les changements d’expression cellulaire dans le cerveau via les niveaux d’ARNm EV.
L’objectif est de développer un simple test sanguin pour détecter des changements tels que des niveaux plus ou moins élevés d’ARNm EV dans le sang directement liés aux changements cérébraux associés aux troubles mentaux sans avoir accès au cerveau lui-même, explique Sabunciyan.
À terme, ajoute Sabunciyan, la disponibilité de tels tests sanguins pourrait permettre de détecter les premiers signes d’urgences en matière de santé mentale, tels qu’un comportement suicidaire. La capacité d’identifier les patients à risque de subir un épisode psychiatrique permettrait à l’équipe soignante d’intervenir et éventuellement de prévenir des conséquences négatives.
Dans des études futures, ils prévoient d’utiliser des échantillons de cerveau cultivés en laboratoire pour identifier des biomarqueurs similaires afin de développer des tests pour les troubles du spectre autistique.
Les chercheurs préviennent que les différences identifiées en ce qui concerne la dépression pourraient être liées uniquement à la dépression post-partum, car l’étude a été menée à partir d’échantillons provenant uniquement de participantes.
Outre Sabunciyan et Smirnova, les auteurs sont Sergio Modafferi et Charlotte Schlett de Johns Hopkins ; Lauren Osborne de Weill Cornell Medicine ; et Jennifer Payne de l’Université de Virginie.
L’étude a été financée par des subventions des National Institutes of Health sous les numéros de récompense NIH-NIMH R01 MH112704, NIH-NIMH 1K23 MH110607 R01ES034554.
