Dans une étude publiée le mois dernier dans PLoS Biology, Yashar Zeighami, Chercheur, Centre de recherche Douglas et Professeur adjoint, Départment de psychiatrie, et ses collaborateurs ont comparé la façon dont les gènes sont exprimés dans différentes maladies du cerveau pour voir s’ils pouvaient identifier des modèles qui aideraient à classer et à comparer les maladies. Ils ont découvert que les gènes associés aux maladies cérébrales ont des modes d’expression uniques qui reflètent à la fois l’endroit où ils se trouvent dans le cerveau et le type de cellules dans lesquelles ils se trouvent. Ces modèles peuvent être utilisés pour regrouper les maladies sur la base de similitudes dans l’expression de leurs gènes. L’étude a identifié cinq groupes principaux de maladies, tels que les tumeurs, les maladies neurodégénératives et les maladies psychiatriques. En étudiant ces profils d’expression génétique, les chercheurs espèrent mieux comprendre les maladies du cerveau et éventuellement découvrir de nouvelles relations entre elles.
Le Pr. Zeighami et ses collègues ont étudié les schémas transcriptomiques des gènes à risque associés à 40 maladies cérébrales humaines courantes. Ces schémas reflètent à la fois les relations anatomiques et les relations entre les types de cellules, fournissant ainsi une signature moléculaire pour chaque maladie. Grâce à l’analyse des schémas transcriptomiques à l’échelle du cerveau, les maladies peuvent être comparées et regroupées sur la base de la similitude de leurs signatures.
L’étude a permis d’identifier 5 schémas transcriptionnels majeurs représentant des maladies tumorales, neurodégénératives, psychiatriques et liées à l’abus de substances, ainsi que 2 groupes mixtes de maladies affectant les ganglions de la base et l’hypothalamus.
« L’analyse des schémas de transcription des gènes à risque pour les maladies cérébrales humaines révèle des signatures d’expression caractéristiques dans l’anatomie du cerveau. Celles-ci peuvent être utilisées pour comparer et regrouper les maladies, en fournissant des associations qui diffèrent souvent de la classification phénotypique conventionnelle. » — Yashar Zeighami, auteur principal
Une analyse plus poussée des maladies dont l’expression est enrichie dans le cortex a montré un gradient d’expression de type cellulaire séparant les maladies neurodégénératives, psychiatriques et d’abus de substances, avec une expression génique unique dans les cellules excitatrices qui permet de différencier les maladies psychiatriques, notamment l’autisme, la schizophrénie et les troubles bipolaires (figure).
La cartographie des types cellulaires homologues entre la souris et l’homme a permis de constater que la plupart des gènes de risque de maladie agissaient dans des types cellulaires communs. Cependant, ces gènes présentaient une expression spécifique à l’espèce dans ces types tout en conservant une classification phénotypique similaire au sein de l’espèce.
Ces résultats fournissent une stratégie basée sur les profils moléculaires pour classer et comparer les maladies, ce qui pourrait permettre d’identifier de nouvelles relations entre les maladies. Ils donnent également un aperçu des relations transcriptomiques structurelles et cellulaires des gènes associés au risque de maladie dans le cerveau adulte. L’analyse de l’activité des gènes peut révolutionner notre compréhension et notre traitement des maladies du cerveau. En fournissant des informations plus détaillées sur la biologie sous-jacente de ces maladies, cette approche peut aider à développer des traitements plus efficaces et personnalisés pour les patients.