Selon l’OMS, environ un enfant sur 100 est autiste, avec un biais de quatre garçons pour une fille. Au Chili, selon le Guide de pratique clinique, de détection et de diagnostic des troubles du spectre autistique (TSA) 2011 du ministère de la Santé (MINSAL), il n’existe pas de registre des diagnostics de TSA dans le pays. Pour cette raison, un groupe de chercheurs dirigé par John Ewer et Angelina Palacios du Centre interdisciplinaire de neurosciences de l’Université de Valparaíso (CINV) a utilisé la mouche du vinaigre ou drosophile pour étudier le rôle du gène TRPY, homologue du gène humain TRPC6. (ou transient potential receiver 6 channel de son nom en anglais) sous l’aspect du TEA.
Le trouble du spectre autistique (TSA) ou autisme est un trouble neuro-génétique lié au développement du cerveau. Le diagnostic de TSA repose sur des tests comportementaux, ce qui complique son diagnostic pendant la grossesse ou à la naissance.
Selon l’OMS, environ un enfant sur 100 est autiste, avec un biais de quatre garçons pour une fille. Au Chili, selon le Guide de pratique clinique, de détection et de diagnostic des troubles du spectre autistique (TSA) 2011 du ministère de la Santé (MINSAL), il n’existe pas de registre des diagnostics de TSA dans le pays.
Le TSA est assez hétérogène entre les personnes et ses caractéristiques peuvent coexister avec d’autres conditions neurologiques, telles que le trouble déficitaire de l’attention avec hyperactivité (> 50 %), le déficit intellectuel (> 40 %), l’anxiété ou les problèmes de sommeil et le traitement et l’intégration sensoriels atypiques (> 90 % ). De nombreuses études génétiques chez les personnes atteintes de TSA ont permis d’isoler des centaines de gènes à risque pertinents pour les formes monogéniques (hérédité d’un trait influencé par un seul gène) et oligogéniques (hérédité d’un trait influencé par quelques gènes) du désordre. Cependant, un défi majeur consiste à déterminer comment les mutations d’un gène neurodéveloppemental particulier déclenchent des traits comportementaux spécifiques des TSA.
Pour cette raison, un groupe de chercheurs dirigé par John Ewer et Angelina Palacios du Centre interdisciplinaire de neurosciences de l’Université de Valparaíso (CINV) a utilisé la mouche du vinaigre ou drosophile pour étudier le rôle du gène TRPY, homologue du gène humain TRPC6. (ou transient potential receiver 6 channel de son nom en anglais) sous l’aspect du TEA.
Le gène TRPC6
La drosophile est un modèle génétique très puissant dans la recherche scientifique car son génome entier est connu et il a été utilisé pour étudier les gènes liés au rythme circadien, recherche qui a remporté le prix Nobel de physiologie et médecine en 2017. De plus, la drosophile a servi de un système important pour étudier les conséquences des gènes liés aux troubles cognitifs et psychiatriques, y compris plusieurs gènes associés aux TSA.
Le gène TRPC6 contient les informations nécessaires pour construire un canal calcique indépendant de la tension (permet au calcium d’entrer dans la cellule sans que la cellule ne soit activée par un signal électrique). Une altération génétique a été identifiée chez une personne atteinte de TSA. Cependant, les connaissances sur la fonction de TRPC6 dans le cerveau humain sont très pauvres et les conséquences sur sa fonction neuronale d’une perturbation du gène n’ont été étudiées que dans des cellules souches dérivées de cellules neuronales humaines.
C’est pourquoi les chercheurs de l’UV ont voulu approfondir le rôle de ce gène et ont tiré profit de certains comportements très stéréotypés de la mouche du vinaigre, comme le comportement de parade nuptiale, la capacité à générer l’apprentissage et la mémoire, le rythme rythme circadien, l’activité locomotrice et le sommeil. l’homéostasie, pour analyser les conséquences d’une altération du gène TRPY sur le fonctionnement du cerveau, dans un modèle animal vivant.
L’étude
Tout d’abord, les chercheurs ont utilisé la parade nuptiale comme comportement social pour analyser les mouches induites par une mutation du gène TRPY afin de voir si le mâle fait attention à la femelle et ajuste son comportement en fonction de ses réponses à ses avances. Pendant la parade nuptiale, le mâle s’oriente d’abord vers la femelle (la cherche), puis la touche avec sa patte antérieure et la suit tout en produisant un « chant de parade nuptiale » en faisant vibrer une de ses ailes. En fonction de la réceptivité de la femelle et de l’engagement du mâle, le couple effectue des étapes supplémentaires dans la séquence de parade nuptiale fixe, aboutissant à la copulation. Si la femelle n’est pas réceptive ou si le mâle n’est pas complètement engagé, n’importe quelle étape de la séquence peut être prolongée ou la séquence peut être entièrement interrompue si la femelle rejette le mâle.
Les chercheurs ont observé que les mâles mutants pour le gène à l’étude commençaient et terminaient le comportement de parade nuptiale beaucoup plus rapidement que les mâles témoins. De plus, ils avaient moins de tentatives de copulation. Mais cette latence réduite (l’intervalle de temps observé entre l’accouplement et le début du comportement de parade nuptiale) n’a pas affecté l’attractivité de la femelle. Lorsque les mutants ont été nourris avec de l’hyperforine (un médicament qui déclenche une réponse physiologique similaire à la protéine produite à partir du gène TRPC6) quatre jours avant le test, les mâles mutants avaient une latence similaire dans le comportement de parade nuptiale pour contrôler les mâles.
D’autre part, les mâles témoins (sans mutations) ont mis plus de temps à initier la parade nuptiale lorsqu’ils se sont accouplés avec des femelles mutantes TRPY. De plus, tous les mâles n’ont pas exécuté toutes les étapes de la parade nuptiale telles que la «chant de parade nuptiale» par exemple. Une parade nuptiale similaire à celle des témoins a été observée lorsque la femelle a été nourrie avec de l’hyperforine pendant quatre jours avant le test.
Ces résultats suggèrent que le gène TRPY est impliqué dans la régulation de la parade nuptiale chez les mâles. Ainsi, les mâles mutants expriment une plus grande urgence à copuler, tandis que chez les femelles, le gène régule l’attractivité dans la parade nuptiale.
hyperactivité
Deuxièmement, les chercheurs se sont concentrés sur l’hyperactivité et le comportement similaire à l’anxiété humaine, mais chez les mouches mutantes. On sait que 50% des personnes atteintes de TSA présentent des troubles d’hyperactivité ou de déficit de l’attention ou d’anxiété. Pour mesurer ces comportements, les chercheurs ont analysé l’activité locomotrice des mouches, ainsi que la préférence des mouches à être au centre (plus d’anxiété) par rapport aux bords (moins d’anxiété) d’un espace appelé « l’arène ».
Les scientifiques ont découvert que les mouches mutantes TRPY mâles et femelles étaient hyperactives. Cette hyperactivité s’est traduite par l’augmentation de la distance totale parcourue dans l’arène par rapport aux mouches témoins. De plus, ces mouches ont passé plus de temps dans la zone centrale de l’arène que les commandes, mais elles ont passé le même temps sur les bords qu’au centre de l’arène. Cependant, une activité locomotrice similaire à celle des témoins a été observée lorsque les mouches mutantes ont été nourries avec de l’hyperforine pendant quatre jours avant le test.
Ces résultats suggèrent que le gène TRPY est lié à l’activité locomotrice et que sa mutation provoque une hyperactivité chez les mouches, mais ne produit pas de comportement anxieux.
Ensuite, les chercheurs du CINV ont cherché à savoir si l’absence du gène TRPY affectait l’apprentissage et la mémoire chez les mouches mutantes. En effet, il a été observé que les personnes atteintes de TSA peuvent présenter des différences importantes dans ces traits par rapport à la population neurotypique. Ainsi, afin d’évaluer ces processus, les scientifiques ont porté leur attention sur le comportement de parade nuptiale. Ce test est basé sur le fait qu’une femelle accouplée rejette les avances du mâle et finalement le mâle cesse de la courtiser. Il en résulte que le mâle apprend et réduit ensuite sa fréquentation de toute autre femelle. Ce comportement peut être utilisé pour mesurer la mémoire à court et à long terme chez les mouches mâles.
En utilisant ce test, les scientifiques ont découvert que les mâles mutants TRPY présentaient de faibles niveaux d’apprentissage, comme en témoigne le fait qu’ils continuaient à suivre les femelles qui les rejetaient. De plus, ils ont montré des niveaux de mémoire inférieurs en n’apprenant pas du rejet précédent lorsqu’ils ont été recoupés avec d’autres femelles par rapport aux mâles témoins. Cependant, lorsque les mâles mutants ont été nourris d’hyperforine pendant quatre jours avant l’essai, ils ont récupéré leurs niveaux d’apprentissage, mais pas leur mémoire à long terme.
Enfin, les chercheurs ont analysé le sommeil et l’homéostasie du sommeil chez les mouches mutantes. Il a été observé que les personnes atteintes de TSA pouvaient avoir des troubles du sommeil et en complément, la personne chez qui la perturbation d’une copie du gène TRPC6 a été observée a été diagnostiquée avec des troubles du sommeil. Ainsi, les scientifiques ont mesuré la durée du sommeil des mouches mutantes pendant 24 heures et ont découvert que les mâles mutants, mais pas les femelles, présentaient une durée de sommeil plus courte, avec des fréquences plus élevées d’épisodes de sommeil très courts. Ensuite, les chercheurs ont mesuré l’homéostasie du sommeil. Pour faire ce test, ils ont privé les mouches de sommeil la nuit précédant le test en utilisant une stimulation mécanique de deux secondes toutes les dix secondes pendant douze heures par nuit. Ensuite, ils ont mesuré les paramètres de durée et de fréquence du sommeil. Ils ont constaté que les mâles mutants rattrapaient moins leur sommeil perdu que les mâles témoins. Chez les femelles mutantes, il n’y avait qu’une réduction de la récupération du sommeil perdu par rapport aux femelles témoins. Cependant, lorsque les mâles et les femelles mutants ont été nourris avec de l’hyperforine avant le test, ils ont pu reprendre un sommeil normal. Ces problèmes de sommeil observés chez les mouches mutantes n’étaient pas liés au rythme circadien, car les mutants avaient un rythme circadien similaire au cycle circadien des témoins.
En conclusion, l’équipe de chercheurs dirigée par John Ewer et Angelina Palacios a démontré que les mouches mutantes pour le gène TPRY exprimaient des traits de comportement similaires à ceux des personnes atteintes de TSA, y compris ceux du patient atteint de la perturbation du gène TRPC6, comme des difficultés dans les interactions sociales. , hyperactivité, altérations de l’apprentissage, de la mémoire et de l’homéostasie du sommeil. Tous ces traits ont été sauvés chez des mouches porteuses de la mutation en introduisant le gène TRPY ou en les nourrissant avec le médicament hyperforine. Cela pourrait indiquer que les caractéristiques observées chez les mouches mutantes sont causées par l’absence du gène TRPY. De plus, ils ont démontré que la drosophile est un bon modèle pour étudier les gènes liés aux TSA et peut être un facilitateur pour analyser les corrélations entre les différents traits observés chez les personnes atteintes de TSA et les gènes qu’elles possèdent.
Outre le contexte scientifique fourni par cette étude, on peut prendre connaissance du pourcentage de personnes atteintes de TSA actuellement dans le monde. Il est important de comprendre non seulement les difficultés qu’ils peuvent avoir à vivre dans une société normale-typique, mais aussi les contributions qu’ils peuvent apporter à cette société elle-même. En d’autres termes, il est important de s’engager pour une réelle insertion des personnes avec TSA dans la vie quotidienne, dans le milieu professionnel et sociétal.
https://www.nature.com/articles/s41380-022-01555-1
Guide de pratique clinique, détection et diagnostic en temps opportun des troubles du spectre autistique (TSA) du ministère de la Santé (MINSAL) 2011 : https://www.minsal.cl/portal/url/item/bd81e3a09ab6c3cee040010164012ac2.pdf
*Cet article découle de l’accord avec le Centre interdisciplinaire de neurosciences de l’Université de Valparaíso.