Le gène qui guide les premiers comportements sociaux pourrait être la clé pour comprendre l’autisme


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  • On sait peu de choses sur la façon dont le comportement social se développe dans les premiers stades de la vie. Mais la plupart des animaux, y compris les humains, naissent avec une capacité innée à interagir socialement ou à nouer des liens avec les autres. Et cela contribue au succès tout au long de la vie.

    Maintenant, une nouvelle étude animale indique un gène important pour le développement précoce des comportements sociaux de base.

    Les travaux suggèrent également que l’exposition à certains médicaments et facteurs de risque environnementaux au cours du développement embryonnaire peut entraîner des modifications de ce gène, entraînant des altérations du comportement social similaires à celles observées chez les personnes atteintes d’autisme. À leur grande surprise, les chercheurs ont également découvert qu’ils pouvaient inverser certains des effets en utilisant un médicament expérimental.

    « Cette étude nous aide à comprendre au niveau moléculaire pourquoi la sociabilité est perturbée au cours des toutes premières étapes de la vie », déclare Randall T. Peterson, Ph.D., auteur correspondant de l’étude et doyen du Collège de pharmacie de l’Université de l’Utah. . « Cela nous donne également l’occasion d’explorer des traitements potentiels qui pourraient restaurer la sociabilité chez ces animaux et, peut-être avec le temps, éventuellement chez l’homme également. »

    Plus largement, leurs découvertes suggèrent que le gène – TOP2a – contrôle un vaste réseau de gènes connus pour augmenter le risque d’autisme. Il peut également servir de lien entre les facteurs génétiques et environnementaux qui contribuent à l’apparition de troubles, ajoute Peterson.

    L’étude, menée par des chercheurs de l’Université de l’Utah Health et des collègues à l’échelle nationale, apparaît dans le numéro du 23 novembre de Les avancées scientifiques.

    Animaux antisociaux

    Les scientifiques soupçonnent que de nombreux traits sociaux sont déterminés avant la naissance. Mais les mécanismes précis impliqués dans ce processus restent flous. Un domaine de recherche prometteur suggère que le comportement social et d’autres caractéristiques et traits sont influencés non seulement par notre constitution génétique, mais également par la manière et l’endroit où nous vivons.

    Pour tester ce modèle, les scientifiques ont évalué si les expositions environnementales pendant le développement embryonnaire pouvaient influencer le comportement social. Peterson et ses collègues ont exposé des embryons de poisson zèbre à plus de 1 100 médicaments connus – un médicament pour 20 embryons – pendant 72 heures à compter de trois jours après la conception.

    Les chercheurs ont déterminé que quatre des 1 120 médicaments testés réduisaient considérablement la sociabilité des poissons zèbres. Les poissons exposés à ces médicaments étaient moins susceptibles d’interagir avec d’autres poissons. Il s’est avéré que les quatre médicaments appartenaient tous à la même classe d’antibiotiques, appelés fluoroquinolones. Ces médicaments sont utilisés pour traiter les infections des voies respiratoires supérieures et inférieures chez les humains.

    Lorsque les scientifiques ont donné un médicament apparenté à des souris gravides, la progéniture s’est comportée différemment lorsqu’elle est devenue adulte. Même s’ils semblaient normaux, ils communiquaient moins avec les autres souris et se livraient à des actes plus répétitifs – comme se mettre la tête à plusieurs reprises dans le même trou – que les autres rongeurs.

    Une base de sociabilité

    En creusant plus profondément, les chercheurs ont découvert que les médicaments supprimaient un gène appelé TOP2a, qui, à son tour, agissait sur un groupe de gènes connus pour être impliqués dans l’autisme chez l’homme.

    Ils ont également découvert que le groupe de gènes associés à l’autisme partageait une autre chose en commun : une tendance plus élevée que d’habitude à se lier à un groupe de protéines appelé PRC2. Les chercheurs ont émis l’hypothèse que Top2a et le PRC2 travaillent ensemble pour contrôler la production de nombreux gènes associés à l’autisme.

    Pour déterminer si les comportements antisociaux pouvaient être inversés, l’équipe de recherche a donné aux embryons et aux jeunes poissons zèbres un médicament expérimental appelé UNC1999, qui est connu pour inhiber le PRC2. Après traitement avec le médicament, les poissons exposés aux fluoroquinolones étaient plus susceptibles de nager plus près des autres poissons, démontrant que le médicament aidait à rétablir la sociabilité. Ils ont vu des résultats similaires avec d’autres médicaments connus pour inhiber le même gène clé, TOP2a.

    « Cela m’a vraiment surpris parce que j’aurais pensé que perturber le développement du cerveau lorsque vous êtes un embryon serait irréversible », a déclaré Peterson. « Si vous ne développez pas la socialité en tant qu’embryon, vous avez raté la fenêtre. Mais cette étude suggère que même chez ces individus plus tard dans la vie, vous pouvez toujours entrer et inhiber cette voie et restaurer la socialité. »

    À l’avenir, les chercheurs prévoient d’explorer comment et pourquoi ce médicament a eu cet effet.

    Bien que les scientifiques n’aient trouvé que quatre composés qui sont des inhibiteurs de Top2a, les preuves suggèrent que des centaines d’autres médicaments et composés naturels dans notre environnement peuvent inhiber son activité.

    « Il est possible que ces quatre composés ne soient que la pointe de l’iceberg en termes de substances qui pourraient être problématiques pour l’exposition embryonnaire », déclare Peterson.

    Cependant, Peterson note que cette étude a été menée sur des animaux et que des recherches supplémentaires doivent être effectuées avant que l’un de ses résultats puisse être confirmé chez l’homme. Par conséquent, il met en garde contre les conclusions tirées sur les applications du monde réel.

    « Nous n’avons aucune preuve que les fluroquinolones ou tout autre antibiotique provoquent l’autisme chez l’homme », a déclaré Peterson. « Donc, il n’y a aucune raison d’arrêter d’utiliser des antibiotiques. Ce que cet article identifie, c’est une nouvelle voie moléculaire qui semble contrôler le développement social et mérite d’être explorée plus avant. »

    En plus du Dr Peterson, les scientifiques de U of U Health Yijie Geng, Tejia Zhang, Ivy G. Alonzo, Sean C. Godar, Christopher Yates, Brock Plummer et Marco Bortolato ont contribué à cette étude. Les autres institutions participantes incluent l’Université de Chicago; Beth Israel Deaconess Medical Center à Boston; Hôpital général du Massachusetts et faculté de médecine de Harvard ; le Broad Institute, Cambridge, Massachusetts ; et Laboratoire biologique MDI, Bar Harbor, Maine.

    L’étude, « Top2a favorise le développement du comportement social via PRC2 et H3K27me3, «  apparaît dans le numéro du 23 novembre 2022 de Les avancées scientifiques. Cette recherche a été soutenue par la chaire présidentielle LS Skaggs et le National Institute of Environmental Health Sciences des National Institutes of Health.

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