Autisme lié aux processus évolutifs humains dans une nouvelle étude

En utilisant le séquençage de l'ARN à cellule, les scientifiques ont maintenant montré que, dans le cerveau de la souris, il existe au moins 49 types de cellules.

Peut-être étonnamment, le cerveau humain n'a pas de types de cellules cérébrales qui sont spécifiques à nous uniquement. Nous utilisons la même collection de types de cellules comme un rongeur.

Ceci, comme les auteurs de la nouvelle étude en déduisent, signifie que la différence incroyable entre les esprits humains et autres ne peut être due à des cellules spécialisées.

Cela est plutôt dû à la manière dont ils sont connectés et aux niveaux d'expression des gènes dans chaque cellule.

Les scientifiques ont longtemps noté que certaines protéines évoluent et changent beaucoup plus rapidement que d'autres. Certaines protéines chez la souris, par exemple, sont presque identiques aux protéines trouvées dans le corps humain. D'autres, cependant, sont si différents qu'ils semblent à peine liés du tout.

Les scientifiques ont mené des études pour comprendre quels facteurs influencent si une protéine est conservée au cours des millénaires ou rapidement modifiée à mesure que les espèces évoluent.

Ces études suggèrent que la plus grande influence sur le taux de changement est la répartition de cette protéine dans le corps: si une protéine est exprimée en grande quantité dans tout le corps, il est peu probable qu'il change rapidement. En effet, toute modification est susceptible de bouleverser une voie ou une fonction quelque part dans le corps.

D'un autre côté, les protéines relativement rares dans le corps ont un peu plus de liberté: si elles changent, même si le résultat est négatif, ils auront tendance à avoir moins d'impact sur l'organisme entier. Cela leur donne plus de place à des manœuvres évolutives.

Les auteurs de la récente étude se sont demandé si cette même règle pourrait également être vraie pour les types de cellules.

Se pourrait-il que les types de cellules cérébrales les plus rares aient le plus de liberté d'évoluer, et que dans notre cas, cette liberté a entraîné nos prouesses cognitives démesurées? Et cela pourrait-il aider à expliquer les changements cérébraux liés aux TSA?

En accord avec l'hypothèse des auteurs, des recherches antérieures ont montré que certains gènes impliqués dans la sensibilité à l'autisme se trouvent souvent dans les régions dits accélérées par l'homme (HARS) du génome.

Les HAR sont des sections du génome qui sont bien conservées chez d'autres mammifères mais ont évolué relativement rapidement chez l'homme. Cette évolution rapide implique qu'ils pourraient être impliqués dans certains des traits qui rendent les humains différents.

Cela pourrait signifier qu'à un moment donné d'ici notre dernier ancêtre partagé avec les chimpanzés, nous avons développé certains changements neuronaux spécifiques à notre capacité cognitive qui augmentent également la probabilité d'autisme.

Les scientifiques impliqués dans cette étude théorisent que cela pourrait être le cas. Ils ont donc décidé de tester cette hypothèse. Comme mentionné précédemment, les types de cellules cérébrales chez les souris et les humains sont identiques. Cependant, l'expression du gène dans chaque type de cellule diffère.

En d'autres termes, même si une souris et une cellule humaine peuvent se ressembler et faire un travail similaire, lorsque vous regardez à quel point les gènes individuels sont actifs, vous pouvez trouver des différences significatives. C'est donc là qu'ils ont concentré leurs efforts.

En accord avec leur intuition, les scientifiques ont constaté que plus le type de cellule d'un cellule était abondant, plus son expression génique était similaire à travers six espèces de mammifères. Inversement, les types de cellules plus rares ont montré de grandes différences dans l'expression des gènes entre les six espèces.

De plus, les auteurs écrivent que «les neurones IT L2 / 3 ont évolué de façon inattendue dans la lignée humaine par rapport aux autres singes». Ils ont également noté une régulation négative disproportionnée des gènes associés à l'autisme.

Actualités médicales aujourd'hui a contacté Luke Barr, MD, un neurologue certifié du conseil d'administration et médecin-chef chez SENSIQ, qui n'a pas été impliqué dans l'étude. Il a expliqué l'importance de ces neurones particuliers, disant que:

«Les neurones excitateurs intratelécéphaliques de la couche 2/3 sont essentiels pour un traitement cortical d'ordre supérieur. Ils forment des connexions à longue portée entre différentes régions du cortex, intégrant essentiellement des informations et soutenant la cognition complexe, telles que le raisonnement abstrait, la cognition sociale et le langage.»

La recherche suggère que ces voies de communication sont particulièrement importantes dans les compétences cognitives spécifiques aux humains.

Surtout, Barr nous a également dit qu'en raison de leur rôle dans la liaison des régions du cerveau distribuées, des problèmes dans leur développement ou la manière dont ils travaillent, «pourrait avoir des effets en aval importants sur la façon dont le cerveau coordonne les informations, qui peuvent se rapporter à (l'autisme)».

Dans l'ensemble, les auteurs de l'étude croient que comme le cerveau humain a rapidement évolué, il a provoqué des changements qui ont rendu l'autisme plus susceptible de se produire.

Barr a commenté ces conclusions, notant que «l'idée que (l'autisme) peut représenter un compromis évolutif est provocateur».

« Bien que spéculatif, cela est cohérent avec une hypothèse de longue date dans les neurosciences: que les caractéristiques mêmes qui rendent la cognition humaine extraordinaire – comme une connectivité améliorée et une expansion corticale – peuvent également introduire des vulnérabilités », nous a-t-il déclaré.

Barr a pris soin de nous rappeler que la corrélation n'est pas la même que la causalité et que «ce travail reste plus théorique que cliniquement exploitable à ce stade». Cependant, il est resté plein d'espoir pour l'avenir.

«En se concentrant sur la façon dont ces neurones spécialisés se développent, communiquent et s'adaptent à la fois dans les cerveaux typiques et atypiques, nous pouvons découvrir de nouveaux mécanismes de (autisme).»

« Cela pourrait éventuellement éclairer les interventions ciblées », a déclaré Barr Mnt«Qu'il soit pharmacologique ou comportemental, qui soutiennent la connectivité et l'intégration fonctionnelle dans le cortex».

Dans l'ensemble, cette étude ajoute à l'ensemble des preuves suggérant que, plutôt qu'un trouble, l'autisme est une «variation neurodéveloppementale qui peut être liée aux systèmes neuronaux très qui permettent des capacités cognitives uniquement humaines», a conclu Barr.

Mnt a également parlé avec John Jay Gargus, MD, PhD, professeur de génétique médicale et de génomique, de pédiatrie, de physiologie et de biophysique, à l'Université de Californie à Irvine.

Gargus, qui n'a pas été impliqué dans l'étude, a mené des recherches sur le rôle des mitochondries dans l'autisme.

Les mitochondries sont souvent appelées les puissances de la cellule. Présents dans presque tous les types de cellules, ils produisent l'adénosine triphosphate (ATP), la monnaie énergétique de la cellule.

Commentant l'étude récente, Gargus a dit Mnt Cela: «Les observations sont utiles mais sont simplement une élaboration des données déjà dans une variété d'études d'association à l'échelle du génome (GWAS), et surtout, elles manquent d'une hypothèse sous-jacente de la raison pour laquelle ces changements évolutifs se sont produits.»

Gargus estime que les chercheurs ne tenaient pas compte de l'importance de la production d'énergie. Notre cerveau ne représente que 2% de notre poids corporel, mais utilise environ 20% de notre énergie.

Un cerveau en expansion rapide pendant l'évolution aurait provoqué une énorme augmentation des demandes énergétiques, qui, selon Gargus, donne un aperçu de l'autisme.

À son avis, l'autisme «reflète un décalage entre les exigences évolutives de notre cerveau moderne et des systèmes métaboliques qui les soutiennent».

Plutôt que l'autisme est causé par l'évolution, Gargus pense que parce que notre cerveau est si avalé, les perturbations pendant l'enfance – par exemple, même les problèmes mitochondriaux mineurs – pourraient «faire pencher l'échelle vers des conditions de développement comme (autisme)».

Conformément à cela, il nous a dit que «en (autisme), dysfonctionnement mitochondrial est une constatation commune.

Il s'agit clairement d'un sujet complexe, et sans aucun doute, les chercheurs continueront à enquêter sur le futur. Casquer une lentille scientifique loin dans notre histoire évolutive est certainement une entreprise difficile.