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Les facteurs génétiques de l'autisme

Les troubles du spectre de l'autisme sont caractérisés par un ensemble de manifestations neurologiques qui surviennent lors du développement de l'enfant. Les manifestations principales incluent des difficultés pour la communication et les interactions sociales, ainsi qu'une préférence pour des activités répétitives.

Les scientifiques s’entendent pour dire que les facteurs génétiques jouent un rôle important dans l’apparition de l’autisme. On estime que plusieurs centaines de gènes contribuent au risque de contracter l’autisme. Jusqu’à ce jour, le séquençage de l’ADN a permis d’identifier 65 de ces gènes. Toutefois, avec les nouvelles technologies d’apprentissage automatique, il est désormais possible d’exploiter ce petit nombre de gènes connus pour prédire le rôle des autres gènes. Cet article décrira comment une équipe de chercheurs est parvenue à prédire l’association entre les gènes et les manifestations neurologiques de l’autisme.

Dans un premier temps, un modèle d’apprentissage automatique construit des relations entre le cerveau et le génome humain. Cette nouvelle technologie permet de combiner des résultats provenant de plusieurs milliers d’expériences génétiques, afin de prédire la relation entre chaque gène et les régions du cerveau. L’idée est que les gènes connus qui sont associés à l’autisme vont activer certaines régions cérébrales précises dans le modèle. Puis, le degré de similarité avec les gènes connus permet d’identifier des nouveaux candidats potentiels.

Les candidats identifiés par le modèle d’apprentissage automatique incluent bon nombre de gènes qui sont impliqués dans des mécanismes liés à l’autisme. Par exemple, on y retrouve des modulateurs de la densité de synapses, connexions microscopiques qui relient un neurone à l’autre. D’autres gènes identifiés contiennent une séquence d’ADN qui encode des protéines importantes. Celles-ci interagissent fortement avec des gènes connus liés à l’autisme. Cela suggère que les facteurs génétiques de l’autisme perturbent un petit nombre de mécanismes, mais un grand nombre de gènes sont impliqués dans la modulation de chaque mécanisme.

En plus de cibler quelques mécanismes récurrents, les gènes identifiés semblent pointer vers les phases de développement prénatales. En effet, des gènes liés à différentes régions du cortex préfrontal, temporal et cérébelleux présentent un profil d’activation particulier lors des phases du début de la grossesse, de la fin de grossesse, et peu de temps après la naissance (Figure 1). Ainsi, les facteurs génétiques de l’autisme ciblent des phases de développement très précises, mais ils sont répartis un peu partout dans le cerveau.

Figure 1. Interaction entre les changements génétiques associés à l’autisme et le développement du cerveau. Chaque colonne correspond à une phase du développement, et chaque rangée identifie une région cérébrale. Le dégradé, du rouge foncé au rose pâle, indique l’importance de l’effet d’interaction.

Ce modèle apporte une contribution encore plus importante après avoir identifié des nouveaux gènes ayant des fonctions inconnues à ce jour. Ces gènes sont des candidats idéaux pour des nouvelles expériences génétiques permettant d’élucider leurs fonctions, et leur rôle potentiel dans les mécanismes liés à l’autisme. Par-dessus tout, ces nouveaux gènes sont des cibles thérapeutiques potentielles. Il est néanmoins important de rappeler que plusieurs personnes, comme Alain dans notre article de la semaine précédente, vivent très bien avec l’autisme. Si un traitement venait à être développé, c’est à la discrétion des personnes autistes et de leur famille de décider s’ils veulent l’adopter ou non.

Bibliographie

Krishnan, A., Zhang, R., Yao, V., Theesfeld, C.L., Wong, A.K., Tadych, A., et al. (2016). Genome-wide prediction and functional characterization of the genetic basis of autism spectrum disorder. Nature Neuroscience, vol. 19, no. 11, doi:10.1038/nn.4353

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