De la souris à I’humain: Utiliser de minuscules modèles de cerveau humain pour étudier l’autisme
Il n’existe pas de gène muté unique à l’origine de l’autisme. À mesure que les technologies de recherche progressent, la liste des gènes impliqués dans les troubles du spectre autistique (TSA) s’allonge. Avec des symptômes de gravité variable, les personnes atteintes de TSA présentent généralement de piètres aptitudes sociales, ont des difficultés à communiquer avec les autres et adoptent des comportements restrictifs et répétitifs. Si elles sont porteuses d’un gène CHD8 (chromodomain helicase DNA-binding 8) muté, il est fort probable qu’elles présentent également des déficiences intellectuelles et une macrocéphalie (une tête trop volumineuse). Les chercheurs ont utilisé des souris comme organismes modèles pour découvrir la manière dont les mutations du gène CHD8 déclenchent ces symptômes. «Mais les souris porteuses d’une mutation du gène CHD8 ne présentent que très peu des symptômes que présentent les patients humains. Les effets chez la souris ne sont pas comparables à ceux constatés chez les humains. Il nous fallait une sorte de modèle humain», explique la professeure Gaia Novarino de l’Institut autrichien des sciences et des technologies (ISTA) dans un article publié sur le site web de l’institut. Avec le soutien des projets REVERSEAUTISM et ENDpoiNTs, financés par l’UE, Gaia Novarino et son équipe à l’ISTA, ainsi que des chercheurs d’Italie et des États-Unis, se sont intéressés aux organoïdes pour étudier les premiers stades cruciaux du développement du cerveau. Les organoïdes sont des cultures cellulaires en 3D réalisées à partir de cellules souches. Ces modèles miniaturisés et simplifiés imitent l’organe réel — dans ce cas, le cerveau — et incorporent certaines de ses caractéristiques essentielles. Comme le rapporte l’article, l’équipe de recherche a imité les processus de développement afin de créer des modèles de base de tissu cérébral de la taille d’une lentille. Leurs conclusions ont été publiées dans la revue «Cell Reports». «Les organoïdes constituent le seul moyen d’étudier le développement du cerveau humain à un stade aussi précoce», fait remarquer la Dre Bárbara Oliveira de l’ISTA, coauteure de l’étude.
L’effet du gène muté CHD8 sur la production de neurones
L’équipe de recherche a créé des organoïdes cérébraux avec et sans mutation du gène CHD8 dans des boîtes de Pétri. «Après un certain temps, nous avons pu constater à l’œil nu que les organoïdes mutants étaient beaucoup plus gros. Ce fut la première preuve que le modèle fonctionne», souligne le coauteur et doctorant Christoph Dotter, également de l’ISTA. En observant les organoïdes cérébraux, les chercheurs ont découvert que les mutations du CHD8 produisaient des neurones, appelés neurones inhibiteurs, beaucoup plus tôt que les organoïdes non mutés et des neurones excitateurs, beaucoup plus tard. Les organoïdes mutants ont également produit un plus grand nombre de cellules en prolifération qui produisent par la suite un plus grand nombre de ces types de neurones. C’est ce qui est à l’origine de l’augmentation de la taille des organoïdes et de la macrocéphalie chez les patients atteints de TSA. Le temps est d’une importance capitale dans l’étude de l’autisme. «L’examen de plusieurs points dans le temps nous indique que ce que l’on voit à la fin n’est peut-être pas l’image complète du développement du cerveau d’un patient, beaucoup d’autres choses ont pu se produire auparavant», fait remarquer Gaia Novarino. «Notre compréhension de la manière dont les différentes trajectoires affectent les fonctions du cerveau est encore très limitée.» Le projet REVERSEAUTISM (Probing the Reversibility of Autism Spectrum Disorders by Employing in vivo and in vitro Models) est hébergé par l’ISTA. ENDpoiNTs (Novel Testing Strategies for Endocrine Disruptors in the Context of Developmental NeuroToxicity) est coordonné par l’Université d’Uppsala en Suède. Pour plus d’informations, veuillez consulter: projet REVERSEAUTISM site web du projet ENDpoiNTs
Mots‑clés
REVERSEAUTISM, ENDpoiNTs, autisme, trouble du spectre autistique, cerveau, organoïde, CHD8, mutation, gène, neurone
