Dans le syndrome de l’X fragile (FXS), la cause la plus fréquente d’autisme, les signaux sensoriels du monde extérieur sont intégrés différemment, ce qui les rend sous-représentés par les neurones pyramidaux corticaux dans le cerveau.
C’est la conclusion d’une nouvelle étude menée par une équipe dirigée par Roberto Araya, professeur de neurosciences à l’Université de Montréal, biophysicien et chercheur au Centre de recherche du CHU Sainte-Justine, affilié à l’UdeM.
Le phénomène observé par l’équipe pourrait fournir des indices importants sur la cause sous-jacente des symptômes du FXS, et non seulement donne un aperçu du mécanisme au niveau cellulaire, mais ouvre également la porte à de nouvelles cibles pour des stratégies thérapeutiques.
L’étude a été publiée le 3 janvier dans Actes de l’Académie nationale des sciences.
L’autisme se caractérise par un large éventail de symptômes qui peuvent provenir de différences dans le développement du cerveau. Grâce à des outils d’imagerie avancés et à la manipulation génétique des neurones, l’équipe de chercheurs du CHU Sainte-Justine a pu observer le fonctionnement de neurones individuels – plus précisément, les neurones pyramidaux de la couche corticale 5 – l’un des principaux neurones de sortie d’information du cortex, la fine couche de tissu qui se trouve à la surface du cerveau.
Les chercheurs ont trouvé une différence dans la façon dont les signaux sensoriels sont traités dans ces neurones.
Des travaux antérieurs ont suggéré que le FXS et les troubles du spectre autistique sont caractérisés par un cortex hyperexcitable, qui est considéré comme le principal contributeur à l’hypersensibilité aux stimuli sensoriels observés chez les personnes autistes.”
Roberto Araya, Université de Montréal neurosciences professor
« À notre grande surprise, nos résultats expérimentaux remettent en question cette vision généralisée selon laquelle il existe une hypersensibilité globale dans le néocortex associée au FXS », a ajouté sa collègue de l’UdeM Diana E. Michell, première co-auteure de l’étude. Ils prouvent que l’intégration des signaux sensoriels dans les neurones corticaux est sous-représentée dans un modèle murin de FXS.
L’image de l’arbre aide à illustrer la morphologie et la fonction des neurones pyramidaux dans le syndrome de l’X fragile. Ces neurones sont l’un des principaux intégrateurs d’informations dans le cortex cérébral, avec de longues “branches” et “racines” représentant les dendrites. Les petites projections “en forme de feuille” sont les épines dendritiques, où se trouvent les synapses excitatrices – reliant un neurone à un autre. Les sections floues de l’image illustrent l’intégration et la perception altérées des informations sensorielles du monde extérieur découvertes par Diana E. Mitchell, Soledad Miranda-Rottmann et leurs collègues.
Une protéine absente
Une protéine appelée FMRP, absente du cerveau des personnes atteintes du FXS, module l’activité d’un type de canal potassique dans le cerveau. Selon les travaux du groupe de recherche, c’est l’absence de cette protéine qui altère la façon dont les entrées sensorielles sont combinées, les rendant sous-représentées par les signaux provenant des neurones pyramidaux corticaux du cerveau.
Soledad Miranda-Rottmann, également premier co-auteur de l’étude, a tenté de rectifier la situation avec des techniques de biologie génétique et moléculaire.
“Même en l’absence de la protéine FMRP, qui a plusieurs fonctions dans le cerveau, nous avons pu démontrer comment la représentation des signaux sensoriels peut être restaurée dans les neurones corticaux en réduisant l’expression d’une seule molécule”, a-t-elle déclaré.
“Cette découverte ouvre la porte à de nouvelles stratégies pour offrir un soutien aux personnes atteintes de FXS et éventuellement d’autres troubles du spectre autistique pour percevoir correctement les signaux sensoriels du monde extérieur au niveau des neurones pyramidaux du cortex”, a conclu Araya.
“Même si la surreprésentation des signaux internes du cerveau à l’origine de l’hyperactivité n’est pas abordée, la représentation correcte des signaux sensoriels peut être suffisante pour permettre un meilleur traitement des signaux du monde extérieur et un apprentissage plus adapté à la prise de décision et à l’engagement dans l’action. .”
Source:
Référence de la revue :
Mitchell, DE, et coll. (2023) Intégration modifiée des entrées excitatrices sur les dendrites basales des neurones pyramidaux de la couche 5 dans un modèle murin du syndrome de l’X fragile. PNAS. doi.org/10.1073/pnas.2208963120.
