Le modèle neuf du syndrome de Williams peut jeter la lumière sur la neurobiologie du cerveau social humain

Dans une étude enjambant la génétique moléculaire, les cellules souche et les sciences du cerveau et du comportement, chercheurs à l'Université de Californie San Diego, avec des collègues à l'institut de Salk pour des études biologiques et ailleurs, ont produit un modèle neurodevelopmental d'une affection génétique rare qui peut fournir des analyses neuves dans la neurobiologie fondamentale du cerveau social humain.

Les découvertes sont publiées dans l'édition en ligne du 10 août de la nature.

Les scientifiques ont vérifié le syndrome de Williams ou le WS, un état génétique rare provoqué par omission d'une copie de 25 gènes contigus sur le chromosome 7, hors de les 30.000 gènes environ dans le cerveau. Le WS affecte un dans 10.000 personnes mondiales, et les 20.000 Américains environ. La condition se produit également dans les deux genres et en travers des cultures.

Le WS a comme conséquence un hôte des problèmes médicaux ainsi que d'une insuffisance cardiaque spécifique. Les personnes avec l'omission manifestent type une face distinctive avec un petit, retourné nez, une bouche large, de pleines languettes et un petit menton et peuvent également avoir des problèmes dentaires et orthopédiques. Neurologique, elles ont des retards du développement, avec des déficits spatiaux sévères, pourtant les forces relatives dans utiliser-et de langage font face au traitement.

« Un aspect intéressant est la prédisposition hyper-sociale typique, » a dit le co-auteur Ursula Bellugi, D.P.A., directrice du laboratoire cognitif de neurologie chez Salk et un professeur d'étude de complément chez Uc San Diego qui a étudié le WS pendant des années. Les « personnes avec l'omission du WS tendent à être terminées amicales, excessivement espérant, entraînées aux étrangers, pourtant soucieuses. »

Mais Bellugi a dit qu'il n'a pas été clair comment la génétique lie aux aspects comportementaux du WS. « Un modèle humain pour la maladie a pu combler les lacunes scientifiques et aiderait à comprendre les mécanismes derrière le trouble. Le WS est un modèle élégant pour pouvoir aller en travers des niveaux, » il a dit.

l'étude de Co-sénior Alysson Muotri auteur, PhD, professeur agrégé de la pédiatrie et médicament cellulaire et moléculaire à l'École de Médecine d'Uc San Diego, est devenue intriguée par le WS parce que la condition est si différente de son orientation habituelle de recherches sur l'autisme, qui est caractérisé par sociabilité et capacités linguistiques inférieures.

« J'ai été fasciné sur la façon dont une anomalie génétique, une omission minuscule dans un de nos chromosomes, pourrait nous rendre plus amicaux, plus compréhensif et plus capable embrasser nos différences, » Muotri ai dit.

Ces dernières années, Muotri et collègues ont produit les modèles cellulaires in vitro de l'autisme utilisant les cellules souche pluripotent induites reprogrammées (iPSC) dérivées des dents de lait jetées des enfants avec l'autisme, travail ont aboubé « le projet de fée de dent. » Ils ont fait tellement de nouveau ici.

L'équipe a commencé par des cellules de pulpe dentaire extraites des dents données par des jeunes enfants avec le WS. Les cellules ont été reprogrammées pour devenir les cellules neurales d'ancêtre capables former les réseaux neuronaux fonctionnels ressemblant au cortex se développant de l'esprit humain dans une assiette.

« Nous avons découvert que les cellules neurales d'ancêtre du WS n'ont pas proliféré en raison des hauts niveaux de la mort cellulaire, » avons dit Muotri. « Et par suite de la réplication inférieure des cellules d'ancêtre, cerveaux du WS ayez la surface réduite de cortex. » L'observation a été validée utilisant l'imagerie par résonance magnétique des participants à l'étude sous tension par Éric Halgren, PhD, professeur dans le service des neurologies à l'École de Médecine d'Uc San Diego, et aux collègues.

Les neurones cultivés du WS ont une morphologie distincte. Ils sont arborized (treelike, avec beaucoup de succursales dendritiques) que des neurones dérivés des personnes se développantes type. « Au niveau fonctionnel, ils établissent plus de synapses ou de rapports à d'autres neurones que ce que vous attendriez, » ont dit Muotri. « Qui pourrait être à la base de l'aspect superbe-social du WS et de leur esprit humain grégaire, donnant les analyses dans l'autisme et d'autres troubles qui affectent le cerveau social. »

La morphologie neuronale a été confirmée utilisant une collection rare de tissu cérébral post mortem du WS par Katerina Semendeferi, PhD, auteur de Co-sénior et professeur au département d'anthropologie d'Uc San Diego. « Une observation saisissante était que ces neurones corticaux dans des personnes du WS sont plus complexes que des contrôles (enfants se développants type du même âge). L'altération morphologique qui est vraisemblablement apparue pendant la gestation du WS est maintenue après la naissance. »

Muotri a noté que la recherche représente un des premiers efforts pour employer des iPSCs et la technologie de dans-un-assiette de cerveau pour produire des analyses nouvelles au sujet d'un procédé de la maladie et pour reproduire pas simplement des caractéristiques d'autres modèles.

Mais au delà de celui, il croit qu'étudiant le WS peut aider à expliquer ce qui effectue à des êtres humains les êtres sociaux - un développement principal dans l'évolution de l'humanité. « C'était notre pouvoir social qui nous a effectué une substance de collaboration, » a dit Muotri, « capable de la transformation spectaculaire de notre environnement en produisant la poésie, la musique et la technologie. »

Source:

University of California San Diego Health Sciences