La découverte récente d'une cause génétique offre un espoir de diagnostic aux familles touchées par des troubles rares du développement
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Pour certaines familles, la raison pour laquelle leur enfant ne se développe pas comme prévu reste longtemps inconnue. Des chercheurs de l’Institut Leibniz de neurobiologie (LIN) de Magdebourg ont désormais identifié une cause génétique à un trouble du développement jusqu’alors inexpliqué. Ils ont démontré que des mutations du gène NPTN peuvent altérer le fonctionnement des cellules nerveuses. Les enfants atteints présentent des retards de développement, souvent de l’autisme et, dans certains cas, de l’épilepsie. Pour les familles confrontées à des pathologies similaires inexpliquées, cette découverte pourrait constituer une avancée majeure vers l’identification d’une cause génétique. L’étude vient d’être publiée dans la revue Genome Medicine.
Huit enfants, une cause génétique commune
L’équipe de recherche internationale a étudié huit enfants pour lesquels aucune cause claire de leurs troubles du développement n’avait été identifiée auparavant. Les chercheurs ont découvert des mutations du gène NPTN chez les huit enfants.
Tous ces enfants présentaient des retards de développement ou une déficience intellectuelle. Sept d’entre eux avaient reçu un diagnostic d’autisme. Certains avaient également développé une épilepsie, perdu des compétences linguistiques acquises précédemment ou présentaient des anomalies au niveau de la motricité et du sommeil. Chez ces huit enfants, les mutations génétiques étaient apparues spontanément et n’avaient pas été héritées de leurs parents.
Jusqu’à présent, le gène NPTN n’était considéré que comme un gène candidat. Bien que les chercheurs soupçonnent un lien avec les troubles du développement, ils n’avaient pas été en mesure de le démontrer. Cette nouvelle étude apporte la preuve que des mutations de ce gène peuvent contribuer aux troubles neurodéveloppementaux et à l’autisme.
« Nos résultats montrent que la neuroplastine joue un rôle important dans le cerveau. Si la protéine est altérée ou si l’organisme n’en produit pas suffisamment, les cellules nerveuses peuvent ne plus être en mesure de traiter correctement les signaux », explique le PD Dr Dirk Montag du LIN.
Comment les mutations du gène NPTN perturbent le développement cérébral
Le gène NPTN contient les instructions nécessaires à la production de la protéine neuroplastine. Cette protéine aide les cellules nerveuses à réguler leur équilibre calcique. Le calcium est essentiel à la communication entre les cellules nerveuses, car il leur permet de transmettre et de traiter les signaux.
Les chercheurs ont démontré qu’une neuroplastine altérée ne peut pas remplir cette fonction de manière fiable. En conséquence, certaines pompes à calcium, appelées pompes PMCA, fonctionnent moins efficacement. Ces pompes éliminent l’excès de calcium des cellules. Si le calcium reste actif plus longtemps que d’habitude, il peut perturber le traitement des signaux dans les cellules nerveuses et nuire au développement des réseaux neuronaux.
Des modèles cellulaires et animaux confirment ce lien
Afin de comprendre les effets des modifications génétiques, les chercheurs ont combiné des analyses génétiques à des expériences menées sur des cultures cellulaires et des modèles animaux. Ils ont observé des signaux calciques nettement altérés dans les cellules nerveuses. Chez la souris, la réduction de moitié de la quantité de neuroplastine a entraîné un déclin substantiel de l’activité d’importantes pompes à calcium dans le cerveau. Dans certains cas, leurs niveaux ont chuté de près de 50 %. Les souris présentant des taux de neuroplastine plus faibles ont également montré moins d’intérêt pour les interactions sociales. Des expériences menées sur des mouches à fruits ont apporté des preuves supplémentaires que les modifications de la neuroplastine altèrent la fonction de cette protéine.
« La force de cette étude réside dans l’établissement d’un lien direct entre les observations cliniques et les mécanismes moléculaires sous-jacents », explique Dirk Montag.
De nouvelles perspectives pour le diagnostic et la recherche
Ces résultats constituent une base permettant d’identifier des cas similaires à l’avenir. Pour les familles concernées, connaître la cause génétique peut constituer une étape importante vers un diagnostic définitif et une meilleure évaluation de l’évolution possible de la maladie.
Cette découverte ouvre également de nouvelles pistes de recherche. Les chercheurs étudient désormais s’il est possible d’influencer les voies de signalisation du calcium perturbées et à quel stade une intervention pourrait s’avérer efficace.
Des recherches supplémentaires sont nécessaires, car seuls huit enfants atteints ont été identifiés à ce jour. Néanmoins, cette étude constitue un point de départ important pour mieux comprendre les troubles rares du développement et leurs causes.
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