La schizophrénie est une maladie psychiatrique caractérisée par une perception altérée de la réalité. Le malade souffre d’idées délirantes, d’hallucinations (le plus souvent auditives) et d’un retrait émotionnel. Ces symptômes, très variables d’une personne à l’autre, peuvent être traités au moyen d’antipsychotiques. Un aspect moins connu de la maladie est le déclin cognitif débilitant qu’elle entraîne. Le malade devient moins attentif, a du mal à se concentrer et à mémoriser des informations. Souvent, les personnes âgées présentent elles aussi ce type de troubles cognitifs. Il n’existe pas de traitement efficace pour freiner ou stopper ce déclin. Des chercheurs ont récemment découvert que ces deux groupes – schizophrènes et personnes âgées – présentaient les mêmes changements génétiques dans deux types de cellules cérébrales : les neurones et les astrocytes.
Le fonctionnement du cerveau repose sur la transmission d’informations de neurone en neurone, via les synapses. Un signal électrique (le potentiel d’action) se propage le long de l’axone neuronal. Lorsqu’il parvient au niveau de la synapse, il devient un signal chimique. Des neurotransmetteurs sont alors libérés dans la fente synaptique et activent les récepteurs de l’élément post-synaptique. L’information est transmise.
Les scientifiques ont longtemps considéré que la transmission synaptique n’impliquait que les neurones. Au début des années 2000, on a toutefois découvert que les astrocytes jouaient eux aussi un rôle clé dans ce processus. Les astrocytes sont des cellules gliales en forme d’étoile, qui soutiennent et protègent la fonction neuronale. Cependant, ce ne sont pas que de simples cellules de soutien. Ils contrôlent les gènes responsables de la production du cholestérol, indispensable à la formation des synapses. Et tout comme les neurones, ils sont capables de libérer certains neurotransmetteurs.
De récentes études ont montré que de nombreux facteurs génétiques liés à la schizophrénie impliquent des gènes qui contribuent au fonctionnement des synapses. Une étude menée en 2016 a par exemple décrit comment les variations d’un seul gène augmentent le risque de schizophrénie en déclenchant un "élagage" excessif des synapses. Par conséquent, le dysfonctionnement des synapses est apparu comme une cause possible de la maladie.
Steve McCarroll et ses collègues du Broad Institute ont entrepris d’explorer plus avant cette hypothèse. Ils ont analysé, par séquençage d’ARN mononucléaire, l’expression des gènes dans plus d’un million de cellules individuelles provenant du cortex préfrontal de 191 personnes décédées. Ces personnes, âgées de 22 à 97 ans, étaient en bonne santé ou atteintes de schizophrénie. Les résultats viennent de paraître dans Nature.
Un cerveau en bonne santé forme constamment de nouvelles synapses et élague les anciennes. Les nouvelles synapses aideraient le cerveau à rester flexible. Les analyses ont révélé que chez les personnes atteintes de schizophrénie et chez les personnes âgées non schizophrènes, les astrocytes et les neurones réduisaient l’expression des gènes codant pour des composants synaptiques (comparativement aux personnes en bonne santé ou plus jeunes). Ainsi, les changements cognitifs observés dans les deux groupes pourraient résulter d’altérations cellulaires et moléculaires similaires.
De plus, l’équipe a découvert que ces deux types de cellules agissaient de manière synchronisée. Si les neurones réduisent l’expression de certains gènes liés aux synapses, les astrocytes modifient de la même manière l’expression d’un ensemble distinct de gènes impliqués dans la fonction synaptique. Même constat chez les personnes jeunes et en bonne santé : l’expression des gènes augmente ou diminue toujours de manière coordonnée dans les deux types de cellules. « La force de ces relations nous a coupé le souffle », explique Steve McCarroll, co-auteur principal de l’étude. Cette relation particulière et les changements génétiques associés sont regroupés sous le nom de Synaptic Neuron and Astrocyte Program (SNAP).
Les gènes qui constituent le SNAP comprennent de nombreux facteurs de risque de schizophrénie précédemment identifiés. Comme évoqué plus haut, les scientifiques savent depuis longtemps que les neurones et les synapses jouent un rôle majeur dans le risque de schizophrénie. Cette étude suggère que les astrocytes ne sont pas étrangers à cette maladie. Les chercheurs ont constaté que le SNAP variait considérablement, même chez les non-schizophrènes. Cela suggère que les différences cognitives observées chez les personnes en bonne santé pourraient elles aussi provenir du SNAP. Cette variation s’explique essentiellement par l’âge : le SNAP a diminué de manière substantielle chez de nombreux individus âgés.
Les chercheurs vont désormais examiner de plus près ces programmes d’expression génique concertés, mis en œuvre par les neurones et les astrocytes. McCarroll espère notamment qu’il sera possible d’identifier les facteurs de vie qui influencent positivement le SNAP. Ils prévoient également de déterminer dans quelle mesure le SNAP est présent dans d’autres zones cérébrales et comment il affecte l’apprentissage et la flexibilité cognitive. Enfin, l’équipe va vérifier si les mêmes changements d’expression génétique se produisent dans d’autres maladies mentales, telles que le trouble bipolaire ou la dépression.
Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash
