Une étude de l'Université de Californie à San Diego révèle que les différences dans le développement cérébral associées à l'autisme commencent in utero, avec des organoïdes corticaux cérébraux plus gros et à croissance plus rapide chez les tout-petits autistes en corrélation avec des symptômes plus graves. Cette recherche ouvre de nouvelles voies pour comprendre et potentiellement traiter l’autisme.
Des chercheurs de l’Université de Californie à San Diego ont découvert qu’un cerveau inhabituellement gros pourrait être le premier signe d’autisme, potentiellement détectable dès le premier trimestre.
Certains enfants autistes sont confrontés à des défis graves et persistants, notamment des retards de développement, des difficultés sociales et éventuellement une incapacité à parler. Pendant ce temps, d’autres peuvent présenter des symptômes plus légers qui s’atténuent avec le temps.
La disparité des résultats restait jusqu’à présent un mystère pour les scientifiques. Une nouvelle étude, publiée dans Autisme moléculaire par des chercheurs de l'Université de Californie à San Diego, est le premier à faire la lumière sur le sujet. Parmi ses découvertes : La base biologique de ces deux sous-types d'autisme se développe in utero.
Les chercheurs ont utilisé des cellules souches sanguines provenant de 10 tout-petits, âgés de 1 à 4 ans, atteints d'autisme idiopathique (dans lequel aucune cause monogénique n'a été identifiée) pour créer des organoïdes corticaux cérébraux (BCO) ou des modèles du cortex fœtal. Ils ont également créé des BCO à partir de six tout-petits neurotypiques.
Résultats sur le développement du cerveau
Souvent appelé matière grise, le cortex tapisse l’extérieur du cerveau. Il contient des dizaines de milliards de cellules nerveuses et est responsable de fonctions essentielles telles que la conscience, la pensée, le raisonnement, l'apprentissage, la mémoire, les émotions et les fonctions sensorielles.
Parmi leurs découvertes : les BCO des tout-petits autistes étaient significativement plus élevés – environ 40 % – que ceux des témoins neurotypiques, selon deux séries d’études réalisées au cours d’années différentes (2021 et 2022). Chaque cycle impliquait la création de centaines d’organoïdes à partir de chaque patient.
Les chercheurs ont également découvert qu’une croissance anormale de BCO chez les tout-petits autistes était en corrélation avec la présentation de leur maladie. Plus la taille du BCO d'un tout-petit est grande, plus ses symptômes sociaux et langagiers étaient graves plus tard dans la vie et plus sa structure cérébrale à l'IRM était grande. Les tout-petits présentant des BCO excessivement élargis présentaient un volume plus élevé que d’habitude dans les zones cérébrales sociales, langagières et sensorielles par rapport à leurs pairs neurotypiques.
« Plus le cerveau est gros, mieux ce n'est pas nécessairement vrai », a déclaré Alysson Muotri, Ph.D., directrice du centre de recherche orbital intégré sur les cellules souches spatiales du Sanford Stem Cell Institute (SSCI) à l'université. Le SSCI est dirigé par Catriona Jamieson, MD, Ph.D., une médecin-chercheuse de premier plan en biologie des cellules souches cancéreuses dont les recherches explorent la question fondamentale de savoir comment l'espace modifie la progression du cancer.
« Nous avons découvert que dans les organoïdes cérébraux des tout-petits atteints d'autisme profond, il y a plus de cellules et parfois plus de neurones – et ce n'est pas toujours pour le mieux », a ajouté Muotri, qui est également professeur aux départements de pédiatrie et de médecine cellulaire et moléculaire. à l'École de médecine de l'UC San Diego.
De plus, les BCO de tous les enfants autistes, quelle que soit leur gravité, ont augmenté environ trois fois plus vite que ceux des enfants neurotypiques. Certains des plus gros organoïdes cérébraux – provenant d’enfants présentant les cas d’autisme les plus graves et les plus persistants – ont également vu la formation accélérée de neurones. Plus l’autisme d’un enfant est grave, plus sa BCO grandit rapidement – parfois au point de développer un excès de neurones.
Aspects uniques de l'étude
Eric Courchesne, Ph.D., professeur au Département de neurosciences de l'École de médecine qui a codirigé la recherche avec Muotri, a qualifié l'étude de « unique en son genre ». Faire correspondre les données sur les enfants autistes – y compris leur QI, la gravité des symptômes et l’imagerie comme l’IRM – avec leurs BCO correspondants ou des modèles similaires dérivés de cellules souches est extrêmement logique, a-t-il déclaré. Mais curieusement, de telles recherches n’avaient pas été entreprises avant leurs travaux.
« Les principaux symptômes de l'autisme sont des problèmes sociaux, affectifs et de communication », a déclaré Courchesne, qui est également codirecteur du Centre d'excellence sur l'autisme de l'UC San Diego. « Nous devons comprendre les causes neurobiologiques sous-jacentes de ces défis et quand ils commencent. Nous sommes les premiers à concevoir une étude sur les cellules souches de l’autisme sur cette question spécifique et centrale.
On a longtemps supposé que l’autisme, un ensemble complexe de troubles progressifs, débutait avant la naissance et impliquait de multiples étapes et processus. Bien qu'il n'y ait pas deux personnes autistes qui soient semblables – tout comme il n'y a pas deux personnes neurotypiques – celles qui souffrent d'un trouble neurodéveloppemental peuvent généralement être regroupées en deux catégories : celles qui ont de graves difficultés sociales et nécessitent des soins tout au long de leur vie, et peuvent même être non verbales, et celles qui ont une version plus légère de la maladie et développent éventuellement de bonnes compétences linguistiques et de bonnes relations sociales.
Les scientifiques n’ont pas été en mesure de déterminer pourquoi il existe au moins deux groupes d’individus autistes. Ils n’ont pas non plus été en mesure d’identifier les enfants autistes avant la naissance, et encore moins de prédire la gravité de leur état.
Maintenant que Courchesne et Muotri ont établi que la prolifération cérébrale commence dans l'utérus, ils espèrent en identifier la cause, dans le but de développer une thérapie qui pourrait faciliter le fonctionnement intellectuel et social des personnes atteintes.
Les co-auteurs de l'étude comprennent Vani Taluja, Sanaz Nazari, Caitlin M. Aamodt, Karen Pierce, Kuaikuai Duan, Sunny Stophaeros, Linda Lopez, Cynthia Carter Barnes, Jaden Troxel, Kathleen Campbell, Tianyun Wang, Kendra Hoekzema, Evan E. Eichler. , Joao V. Nani, Wirla Pontes, Sandra Sanchez Sanchez, Michael V. Lombardo et Janaina S. de Souza.
Ce travail a été soutenu par des subventions de l'Institut national de la surdité et des troubles de la communication, du Instituts nationaux de la santé, le California Institute for Regenerative Medicine et la Hartwell Foundation. Nous remercions les parents des tout-petits de San Diego dont les cellules souches ont été reprogrammées en BCO.
