Les neurones présentant des duplications ou des délétions de segments d’ADN sont très fréquents au cours du développement fœtal : la majorité est éliminée de manière sélective.
Un mécanisme de « contrôle qualité » des neurones fait en sorte que les cellules nerveuses au génome anormal, produites en quantités importantes pendant le développement fœtal, soient pour la plupart éliminées peu avant et juste après la naissance.
Selon une étude publiée dans Nature, ce « filtre » serait une étape clé dans le développement du cerveau, et un dysfonctionnement pourrait contribuer à expliquer l’origine de troubles du neurodéveloppement, comme l’autisme, de troubles neurologiques, tels que l’épilepsie, ou de troubles psychiatriques, comme la schizophrénie.
Synapses : pour les neurones anormaux, il n’y a pas photo
Peter Park, professeur d’informatique biomédicale au Blavatnik Institute de la Harvard Medical School (États-Unis) et co-auteur de l’étude, a expliqué qu’un pourcentage de neurones compris entre 13 % et 46 % de ceux présents dans le cerveau en développement présente des anomalies génétiques telles que des duplications ou des délétions (c’est-à-dire des pertes d’un ou plusieurs nucléotides) dans la séquence d’ADN. Ces variants pourraient négativement influencer la fonction cérébrale ou contribuer au développement de maladies, mais la plupart d’entre eux sont éliminés au travers d’un processus de compétition entre neurones.
Ces altérations compromettent en effet la capacité des neurones à former les synapses, les connexions entre neurones, un processus qui voit les neurones en compétition entre eux. Les auteurs de l’étude ont découvert que ceux présentant les anomalies décrites avaient une expression anormale des gènes qui guident la création et le maintien des synapses : cela signifie que les neurones avec trop de variantes dans le nombre de copies ne peuvent pas concurrencer efficacement les autres et s’auto-éliminent.
Une avancée dans la compréhension
Le fait que les variations du nombre de copies de gènes soient pertinentes pour le développement de troubles cérébraux était connu depuis longtemps. L’apport de l’étude réside dans l’élaboration d’une méthodologie peu coûteuse pour comprendre la distribution et l’étendue de ces anomalies et pour comparer leur fréquence depuis la période prénatale jusqu’à la vieillesse.
Les chercheurs ont découvert que ces variantes concernaient en moyenne 25,9 % des neurones cortico-prénataux, mais que ce pourcentage chutait à une moyenne de 6,2 % après la naissance. Une certaine variabilité persiste aussi chez les cerveaux sains à l’âge adulte, et le mécanisme d’élimination des neurones défectueux se poursuit, bien que plus lentement.
Les auteurs émettent l’hypothèse que de nombreuses maladies pourraient provenir d’anomalies dans ce processus de tri des neurones défectueux. Le même groupe de recherche envisage notamment de vérifier s’il joue un rôle dans la mort neuronale observée dans certaines maladies neurodégénératives de l’âge adulte, comme la maladie d’Alzheimer, ou si ce mécanisme présente des anomalies dans le cerveau de personnes atteintes de troubles du neurodéveloppement (l’autisme ayant déjà été associé à des problèmes de retraitement des synapses inutilisées).
