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Risque de schizophrénie «augmenté par la variation génétique»
Les causes exactes de la schizophrénie sont inconnues, mais des recherches antérieures ont suggéré que certaines personnes atteintes de cette maladie possèdent certaines variations génétiques. Maintenant, les chercheurs de la faculté de médecine de l'université Johns Hopkins à Baltimore, au Maryland, disent qu'ils ont commencé à comprendre comment une variation génétique liée à la schizophrénie influence le développement des cellules du cerveau.
L'équipe de recherche, dirigée par le Dr Guo-li Ming, professeur de neurologie et de neurosciences à l'Institute for Cell Engineering de Johns Hopkins, a récemment publié ses conclusions dans la revue. Cellule Cellulaire.
La schizophrénie est un trouble cérébral invalidant qui touche environ 24 millions de personnes dans le monde. La condition peut provoquer des hallucinations, des délires, des pensées dysfonctionnelles et des mouvements corporels répétitifs et agités.
Selon les chercheurs, des études antérieures ont montré que les personnes atteintes de schizophrénie avaient une pièce manquante dans une région du génome appelée 15q11.2.
Pour découvrir comment cette pièce manquante affecte le cerveau en développement, l'équipe a analysé des cellules cutanées de patients atteints de schizophrénie qui manquaient une partie de 15q11.2 sur l'un de leurs chromosomes. Chaque individu ayant deux copies de son génome, chaque sujet possède également une copie complète de 15q11.2.
Ces cellules de la peau ont ensuite été cultivées dans un plat et ont été incitées à devenir des cellules souches pluripotentes induites (CSPi) avant de devenir des cellules progénitrices neurales - des cellules souches qui résident dans le cerveau en développement.
Une production moindre de protéines CYFIP1 «déclenche des anomalies dans le développement des cellules cérébrales»
Les chercheurs expliquent que lorsque les cellules progénitrices neurales humaines sont cultivées dans un plat, elles forment généralement un cycle en anneau organisé. Mais ils ont constaté que les cellules qui manquaient une partie de 15q11.2 ne l'ont pas fait.
L’équipe a ensuite cherché à déterminer lequel des quatre gènes de la partie manquante du génome de 15q11.2 avait provoqué la formation anormale des cellules progénitrices neurales.
La photo de gauche montre le schéma de sonnerie habituel de la croissance des cellules progénitrices neurales dans un plat (surligné par le cercle rouge), tandis que l'image de droite montre la croissance lorsqu'une partie du génome de 15q11.2 est manquante.
Crédit d'image: Ki-Jun Yoon / Johns Hopkins Medicine.
Grâce à l'ingénierie de cellules progénitrices neurales pour produire des niveaux de protéines inférieurs à la normale, ils ont découvert qu'un gène appelé CYFIP1 provoquait une formation de cycle anormale.
Pour étudier plus avant, les chercheurs ont modifié le génome des cellules progénitrices neurales dans les embryons de souris afin de produire moins de la protéine créée par le gène CYFIP1.
L'équipe a découvert que les cellules cérébrales des souris foetales présentaient des anomalies similaires à celles des cellules progénitrices neurales humaines cultivées dans un plat. Les chercheurs disent que cela est dû au fait que le gène CYFIP1 aide à construire la structure de chaque cellule, donc la perte de la protéine qu'il produit altère les jonctions adhérentes des cellules - des zones où la structure de chaque cellule en rencontre une autre.
En outre, les chercheurs ont constaté qu'une réduction de la protéine CYFIP1 a provoqué chez certaines cellules cérébrales des souris foetales une couche incorrecte du cerveau.
"Au cours du développement, de nouveaux neurones se mettent en place en" grimpant "les vrilles des cellules progénitrices neurales", explique le Dr Ming. "Nous pensons que les jonctions d'adhérence perturbées ne constituent pas un point d'ancrage suffisamment stable pour les progéniteurs neuronaux, de sorte que la" corde "qu'ils forment n'amène pas tout à fait les nouveaux neurones au bon endroit."
La combinaison de la variation et de la délétion de WAVE dans CYFIP1 «augmente le risque de schizophrénie»
En outre, l'équipe a découvert que le gène CYFIP1 joue un rôle dans un groupe de protéines appelé WAVE, qui sont essentielles au développement structurel des cellules. Cependant, ils notent que de nombreuses personnes présentant une délétion du gène CYFIP1 ne développent pas de schizophrénie, ce qui les a amenées à suspecter une seconde anomalie.
En analysant les données de la recherche associative à l'échelle du génome, l'équipe a découvert qu'une combinaison d'une variation du gène de signalisation WAVE - appelée ACTR2 / Arp2 - et d'une délétion du gène CYFIP1 augmentait significativement le risque de schizophrénie par rapport à ACTR2 / Arp2 et une délétion dans le gène CYFIP1 seul.
Commentant les conclusions de l'équipe, le Dr Ming dit:
"Il s'agit d'une étape importante dans la compréhension de ce qui se passe physiquement dans le cerveau en développement et qui expose les personnes à un risque de schizophrénie."
En plus d’améliorer la compréhension du développement de la schizophrénie, les chercheurs affirment que la technique utilisée dans leur étude pourrait être utilisée pour mieux comprendre les autres troubles de santé mentale.
"L'utilisation de cellules souches pluripotentes induites de personnes atteintes de schizophrénie nous a permis de voir comment leurs gènes affectaient le développement du cerveau", déclare le co-auteur de l'étude, le professeur Hongjun Song, également professeur de neurologie et de neurosciences à Johns Hopkins. "Ensuite, nous aimerions étudier quels effets restent dans le cerveau mature."
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