Crédit: Avancées scientifiques (2023). DOI : 10.1126/sciadv.adg3754
Une équipe de chercheurs de l'École de médecine Icahn du Mont Sinaï et de l'École de médecine de l'Université de Yale a créé le premier atlas « multiome » du développement des cellules cérébrales dans le cortex cérébral humain sur six grands moments de développement, depuis le développement fœtal jusqu'à l'âge adulte, apportant de nouveaux lumière sur leurs rôles au cours du développement du cerveau et des maladies.
« Multiome » fait référence à l'analyse simultanée de plusieurs types d'informations génétiques au sein du même échantillon biologique. Ils peuvent inclure le génome, l’ADN codé dans nos cellules ; le transcriptome, les copies d'ARN que la cellule réalise à partir du génome ; et l'épigénome, les modifications chimiques et les facteurs régulateurs qui déterminent l'accessibilité de la chromatine.
Comme décrit dans Avancées scientifiques, les chercheurs ont utilisé de nouveaux outils scientifiques pour analyser et décrire deux types d'informations provenant de chaque cellule : l'expression des gènes (transcriptome) ainsi que la structure de l'ADN (épigénome), leur permettant de catégoriser les types de cellules à différents stades de développement. Les données ont révélé des changements spécifiques dans la structure de la chromatine qui précèdent l'expression des gènes. Ces changements sont cruciaux pour de nombreux processus, notamment la formation des neurones.
De plus, leur analyse a identifié des régions de la chromatine associées à la régulation de gènes connus pour jouer un rôle central dans le développement du cerveau humain. Ils ont notamment révélé que ces régions régulatrices sont souvent enrichies en signaux génétiques associés à un risque accru de troubles neuropsychiatriques tels que la schizophrénie ou le trouble bipolaire.
“Le développement du cerveau humain commence au cours de l'embryogenèse et se poursuit après la naissance jusqu'à la petite enfance, l'enfance, l'adolescence et le début de l'âge adulte”, explique Panos Roussos, MD, Ph.D., professeur de psychiatrie, de génétique et de sciences génomiques, directeur du Centre de neurogénomique des maladies. à Icahn Mount Sinai et auteur principal de l'article.
« Étant donné l'âge variable d'apparition de différents troubles du développement neurologique, il est essentiel d'examiner l'effet des facteurs de risque sur l'ensemble du spectre du développement cérébral. Grâce au développement de cet atlas, nous avons acquis une compréhension plus approfondie des mécanismes de régulation complexes qui sous-tendent le cerveau. développement et maladie. »
L'atlas complet est désormais accessible à d'autres chercheurs via un référentiel en ligne afin que d'autres puissent interagir avec les données, les visualiser efficacement et les utiliser pour leurs propres recherches. L'article fait partie d'un ensemble de 21 études de recherche à travers Science, Avancées scientifiques et Médecine translationnelle scientifique qui détaillent les recherches menées dans le cadre du BRAIN Initiative Cell Census Network (BICCN) des National Institutes of Health, un programme lancé en 2017 pour créer un atlas du cerveau des primates humains et non humains au niveau du type cellulaire avec des détails sans précédent.
Les causes des maladies neuropsychiatriques à l’âge adulte peuvent souvent être influencées par des altérations de la composition cellulaire du cerveau qui surviennent au cours du développement. En plus de créer le premier atlas du développement des cellules cérébrales humaines dans le cortex cérébral humain, l’équipe de recherche a priorisé 152 gènes à risque qui jouent un rôle causal dans une gamme de troubles neuropsychiatriques.
Leurs découvertes vont au-delà des connaissances existantes en cartographiant le type de cellule et les locus génétiques temporellement spécifiques impliqués dans les troubles neuropsychiatriques. Par exemple, ils ont découvert que le syndrome de Tourette est associé aux oligodendrocytes, tandis que le trouble obsessionnel-compulsif est associé aux astrocytes.
Ces deux associations entre maladies et types de cellules étaient auparavant inconnues, et ces découvertes contribuent à une compréhension plus approfondie des relations complexes entre différents types de cellules et troubles neuropsychiatriques.
“Il est important de reconnaître que les interventions thérapeutiques les plus efficaces doivent être personnalisées pour cibler les déficiences de la fonction génétique en tant qu'étapes de développement spécifiques”, déclare Jaroslav Bendl, Ph.D., professeur adjoint de psychiatrie, de génétique et de sciences génomiques à Icahn Mount. Sinai et co-auteur de l'ouvrage. “Ce n'est qu'ainsi que nous pourrons minimiser les dommages supplémentaires et améliorer les résultats pour les personnes touchées par ces troubles.”
Ayant démontré qu’un atlas du développement cellulaire dans le cortex cérébral humain était possible, l’équipe élargit actuellement son étude en analysant une cohorte d’échantillons plus large et en incluant différentes régions du cerveau. Ce faisant, ils visent à obtenir une résolution accrue, à mieux comprendre les mécanismes de régulation complexes et à démêler davantage la logique de régulation complexe qui sous-tend le développement et les maladies du cerveau.
Plus d'information:
Kaiyi Zhu et al, Profilage multiomique du cortex cérébral humain en développement au niveau unicellulaire, Avancées scientifiques (2023). DOI : 10.1126/sciadv.adg3754
Fourni par l'Hôpital Mont Sinaï
Citation: Le premier atlas « multiome » du développement cellulaire dans le cortex cérébral humain depuis la naissance jusqu'à l'âge adulte (27 décembre 2023) récupéré le 27 décembre 2023 sur
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