Les chercheurs de l'Institut Karolinska ont découvert de nouvelles informations sur les mécanismes sous-jacents au trouble du spectre autistique (TSA). L'étude, récemment publiée dans Cell Reports, explore comment les changements dans la neurotransmission de la dopamine (DA) dans le cerveau contribuent aux symptômes comportementaux de l'autisme.
L'autisme est diagnostiqué sur la base de comportements qui varient considérablement d'un individu à l'autre, se chevauchant souvent avec d'autres conditions, ce qui rend le diagnostic précis difficile. L'étude se concentre sur un modèle murin de TSA avec des niveaux élevés de facteur d'initiation eucaryote 4E (eIF4E), une protéine qui joue un rôle crucial dans le processus de traduction de l'information génétique en protéines.
"Notre étude montre que les souris avec un gène à risque d'autisme, eIF4E, ont une libération réduite de dopamine, un messager chimique (ou neurotransmetteur) important pour la motivation, l'apprentissage et le mouvement," déclare Emanuela Santini, chercheuse principale au département de neurosciences et dernière auteure de l'article.
En utilisant des techniques de pointe comme l'optogénétique, qui utilise la lumière pour contrôler des circuits cérébraux spécifiques, les chercheurs ont retracé le problème à une activation réduite des récepteurs nicotiniques par l'acétylcholine, un autre neurotransmetteur important pour la prise de décision.
L'étude aide à expliquer la base neurobiologique de l'inflexibilité comportementale, un défi commun dans l'autisme. Comprendre comment les circuits cérébraux et la communication neuronale sont altérés dans l'autisme est crucial.
"Nos résultats révèlent que les ganglions de la base -- un circuit cérébral régulant le comportement adaptatif et les fonctions motrices -- est affecté dans l'autisme, avec des perturbations dans la façon dont la dopamine et l'acétylcholine interagissent," déclare Santini.
Ces résultats fournissent un aperçu des mécanismes cérébraux derrière l'inflexibilité comportementale dans l'autisme, pouvant potentiellement aider à de futures approches diagnostiques.
Les chercheurs ont utilisé une approche complète, combinant génétique, analyse comportementale, physiologie synaptique et techniques d'imagerie. Ils ont mesuré la libération de dopamine chez des souris présentant une mutation dans le gène eIF4E, qui est important pour la fabrication de nouvelles protéines. Des mutations dans ce gène ont été liées à l'autisme chez les patients. Ces souris présentent des comportements similaires à ceux de l'autisme, tels que des difficultés à s'adapter au changement, des actions répétitives et des défis sociaux, ce qui en fait un modèle précieux pour l'étude de l'autisme.
"Nous avons utilisé l'optogénétique pour comprendre pourquoi la libération de dopamine était réduite chez les souris TSA. Nous avons activé des neurones de dopamine ou d'acétylcholine et constaté que la libération de dopamine déclenchée par les neurones d'acétylcholine était réduite," explique Anders Borgkvist, chercheur principal au même département et co-auteur de l'étude.
L'équipe a ensuite utilisé des techniques d'imagerie pour mesurer les niveaux d'acétylcholine et l'influx de calcium. Le calcium est essentiel pour la libération de neurotransmetteurs. Chez les souris eIF4E, la liaison de l'acétylcholine aux axones de dopamine était altérée, entraînant un influx de calcium réduit. L'augmentation du calcium a restauré la libération de dopamine, montrant que le problème réside dans la fonction des récepteurs nicotiniques.
"Nos résultats suggèrent que l'inflexibilité comportementale dans l'autisme découle de déficits dans la communication entre la dopamine et l'acétylcholine dans les ganglions de la base. Nous continuerons à enquêter sur la manière dont cela affecte d'autres parties du cerveau," déclare Borgkvist.
"Cela améliore non seulement notre compréhension du TSA, mais ouvre également la voie à des approches thérapeutiques innovantes qui pourraient améliorer considérablement la vie des personnes touchées par le trouble," ajoute Santini.