Le gène neuropiline2 code pour un récepteur impliqué dans les interactions cellule-cellule du cerveau et joue un rôle clé dans la régulation du développement des circuits neuronaux. Neuropiline2 contrôle la migration des neurones inhibiteurs ainsi que la formation et le maintien des connexions synaptiques dans les neurones excitateurs – deux composants cruciaux de l’activité cérébrale.
Une étude menée par le neuroscientifique Viji Santhakumar de l'Université de Californie à Riverside et ses collaborateurs de l'Université Rutgers de Newark, dans le New Jersey, offre désormais un aperçu de la manière dont ce gène contribue au développement de changements de comportement associés aux troubles du spectre autistique et à l'épilepsie. L'étude, publiée dans Psychiatrie Moléculaire Natureoffre une voie pour de futurs traitements visant à soulager certains symptômes difficiles de ces affections fréquemment concomitantes.
Des recherches antérieures ont établi un lien entre des mutations dans neuropiline2 à des troubles neurologiques comme l'autisme et l'épilepsie, mais les mécanismes impliqués restent largement flous. Dans la présente étude, Santhakumar et ses collaborateurs ont créé un modèle de souris « knock-out sélectif des neurones inhibiteurs » pour examiner les conséquences de la suppression du neuropiline2 gène. Ils ont constaté l'absence de neuropiline2 altère la migration des neurones inhibiteurs, perturbant l’équilibre délicat entre les signaux excitateurs et inhibiteurs dans le cerveau.
Ce déséquilibre conduit à des comportements de type autistique et à un risque accru de convulsions. Les résultats de notre étude mettent en évidence comment un seul gène peut influencer à la fois les systèmes excitateur et inhibiteur du cerveau. Nous montrons que la perturbation du développement des circuits inhibiteurs est suffisante pour provoquer la coapparition de comportements liés à l'autisme et à l'épilepsie. En comprenant mieux comment neuropiline2 travaille à la formation des circuits cérébraux, nous pourrons peut-être développer des thérapies plus ciblées pour différentes caractéristiques de ces troubles.
Viji Santhakumar, chercheur principal de l'étude et professeur de biologie moléculaire, cellulaire et systémique
Un aspect unique de la recherche est l'accent mis sur la migration des neurones inhibiteurs, un processus dans lequel neuropiline2 joue un rôle crucial. En supprimant sélectivement neuropiline2 au cours d'une fenêtre de développement clé, les chercheurs ont découvert des déficiences dans la régulation inhibitrice du circuit, ce qui a entraîné des déficits en termes de flexibilité comportementale, d'interactions sociales et un risque accru de convulsions.
Les résultats de l'étude suggèrent que cibler des phases spécifiques du développement neuronal pourrait ouvrir de nouvelles portes à des interventions thérapeutiques, empêchant potentiellement l'apparition de ces troubles s'ils sont détectés tôt.
« En isolant le rôle de la formation de circuits inhibiteurs, nous pourrons peut-être développer des stratégies thérapeutiques susceptibles d'améliorer les résultats pour les personnes autistes, en particulier celles qui souffrent de convulsions », a déclaré Santhakumar.
Santhakumar est arrivée à l'UCR en 2018 de l'Université Rutgers pour élargir sa vision de recherche visant à développer une compréhension à plusieurs niveaux du fonctionnement des circuits cérébraux dans la santé et la maladie et à découvrir les processus biologiques contribuant aux troubles du développement du cerveau. L'étude collaborative actuelle a utilisé des techniques de pointe dans les évaluations comportementales et physiologiques. La recherche de l'équipe a été financée par le Rutgers Brain Health Institute et le New Jersey Council for Autism Spectrum Disorders.
« Cette étude constitue un pas en avant dans la compréhension des fondements génétiques et des circuits de l'autisme et de l'épilepsie », a déclaré Santhakumar. « Il est essentiel que nous continuions à explorer les mécanismes précis qui régissent le développement et la maintenance des circuits, car ces connaissances pourraient éventuellement nous aider à développer de nouvelles interventions pour une gamme de troubles du développement, de l'autisme au trouble déficitaire de l'attention/hyperactivité et à la schizophrénie. »
Santhakumar a été rejoint dans l'étude par Deepak Subramanian, Andrew Huang et Samiksha Komatireddy de l'UCR ; et Carol Eisenberg, Jiyeon Baek, Haniya Naveed, Michael W. Shiflett et Tracy S. Tran de l'Université Rutgers. Subramanian et Eisenberg ont contribué à parts égales à la recherche.
