Une équipe de McGill dirige une étude faisant progresser les connaissances sur les troubles héréditaires rares et les types de cellules cérébrales

Dr Carl Ernst

Félicitations au Dr Carl Ernst et collègues pour leur article publié dans Stem Cell Reports : Lesch-Nyhan disease causes impaired energy metabolism and reduced developmental potential in midbrain dopaminergic cells.

Source: le Bulletel de la Faculté de médecine et des sciences de la santé, voir leur article ici.

Une équipe de McGill dirige une étude faisant progresser les connaissances sur les troubles héréditaires rares et les types de cellules cérébrales

Un syndrome héréditaire rare appelé maladie de Lesch-Nyhan (LND) est causé par le plus petit des pépins – la carence d’une seule enzyme. Cela conduit à une production excessive d’acide urique et à de graves problèmes de mouvement. Mais sa conséquence déterminante est tout à fait déchirante : les personnes atteintes sont affligées d’envies chroniques de se blesser de toutes les manières possibles, y compris de ronger leurs lèvres et la chair et les os des doigts.

Pour empêcher les patients de se mutiler ou de mutiler les autres, les personnes atteintes de la mystérieuse maladie – presque exclusivement des hommes parce qu’il s’agit d’un trouble récessif lié au chromosome X – sont généralement confinées dans des fauteuils roulants rembourrés avec des dispositifs de contention. Le traitement préventif peut inclure l’ablation complète des dents pour empêcher les personnes atteintes de mordre la chair accessible. Bien que le déficit du gène qui cause la maladie LND soit connu depuis des décennies, il n’a jamais été clair pourquoi les patients sont submergés par des pulsions violentes.

Mais maintenant, de nouvelles recherches menées par une équipe de scientifiques de l’Université McGill font la lumière sur la dynamique impliquée dans le fonctionnement de cette maladie neurodéveloppementale rare. Et leurs idées seront presque certainement d’un intérêt profond pour les scientifiques qui étudient la maladie de Parkinson, qui touche environ 10 millions de personnes dans le monde, et d’autres troubles impliquant des problèmes de contrôle moteur.

Comme décrit dans la revue Stem Cell Reports, l’équipe de McGill a mené des expériences qui ont révélé des caractéristiques inattendues d’un type de cellule particulier dans le cerveau humain. En modélisant la maladie LND, l’équipe a constaté que les cellules dopaminergiques du mésencéphale sont programmées sur le plan du développement à un état de haute énergie bien avant qu’elles ne soient ramifiées ou électriquement actives.

« Fondamentalement, ce que cela nous disait, c’est que ces cellules dopaminergiques ont été conçues, excusez le terme, pour être très métaboliquement actives » , a déclaré le Dr Carl Ernst, professeur agrégé au Département de psychiatrie de l’Université McGill et chef du Groupe de génétique psychiatrique.

Ceci est important parce que l’état de haute énergie de ces cellules était auparavant considéré comme un marqueur des caractéristiques cellulaires matures. L’étude menée par le Dr Ernst, des stagiaires de McGill et des collaborateurs internationaux suggère que les sombres problèmes d’automutilation et de mouvement observés chez les patients atteints de LND sont en fait dus aux besoins énergétiques élevés de ce type de cellule couplés à la perte d’une voie de recyclage pour l’ATP, un composé qui sert de source de carburant à une cellule.

La recherche a duré plus de cinq ans alors que l’équipe de McGill expérimentait minutieusement des échantillons de cellules de la peau prélevés pendant des décennies par des collègues de l’Université Emory, dans l’État américain de Géorgie. Les chercheurs de McGill ont utilisé le génie génétique et la biologie des cellules souches pour fabriquer pour la première fois des cellules productrices de dopamine à partir des cellules de la peau des patients atteints de LND afin de mieux comprendre les mécanismes de ce syndrome.

« Cela s’est avéré être l’élément essentiel pour faire progresser les connaissances sur cette maladie », a déclaré Ernst, dont le laboratoire du Centre de recherche Douglas se spécialise fréquemment dans les maladies rares.

Alors que l’étude améliore la compréhension des fondements de la maladie LND, les résultats surprenants sur la nature des cellules dopaminergiques – qui jouent un rôle majeur dans le contrôle du mouvement et de la motivation – pourraient éventuellement s’avérer être un changement majeur pour d’autres recherches. D’après le Dr Ernst, cela met en lumière cette grande question: la maladie de Parkinson est-elle programmée sur le plan du développement ?

“Ces résultats fourniraient un élément de preuve qu’elle pourrait être programmée sur le plan développemental parce que nous pouvons voir l’état de haute énergie si tôt dans la vie des cellules », a déclaré le Dr Ernst lors d’une récente interview. « Je pense que cette découverte durera ou du moins aura un impact plus important que ce que nous avons trouvé sur la maladie rare elle-même. »