Les chercheurs d’une étude menée par le Centre pour enfants Johns Hopkins qui a utilisé du matériel génétique provenant de sang humain et de cellules cérébrales cultivées en laboratoire affirment avoir progressé dans la mise au point d’un test sanguin permettant d’identifier les changements liés à une maladie dans le cerveau, spécifiquement associés à la dépression post-partum et à d’autres. Les maladies psychiatriques sont liées aux troubles neurologiques.

Les résultats de la recherche ont été publiés le 11 janvier Moléculaire psychiatrie, axé sur l’identification des « empreintes » des ARNm dérivés des cellules cérébrales dans le sang circulant à l’extérieur du cerveau. Ces sacs sanguins extracellulaires contiennent des morceaux de matériel génétique spécifiques au cerveau, permettant potentiellement aux chercheurs de détecter des changements liés à la maladie dans l’activité des gènes dans le cerveau.

Les vésicules extracellulaires (VE), sacs graisseux contenant du matériel génétique essentiel à la communication entre les cellules, transportent l’ARN messager (ARNm) et sont libérées par tous les tissus du corps, y compris le cerveau.

La nouvelle recherche, selon les chercheurs, a été inspirée par les résultats d’une étude publiée en septembre 2022 dans laquelle des scientifiques de Johns Hopkins Medicine ont découvert que la communication EV est altérée chez les femmes enceintes qui développent une dépression post-partum après l’accouchement.

Nous avons détecté des EV spécifiques au placenta uniquement pendant la grossesse et non après la naissance. C’était une preuve de concept selon laquelle nous pouvons détecter les véhicules électriques provenant d’un tissu ou d’un organe spécifique.

Sarven Sabunciyan, Ph.D., professeur adjoint de pédiatrie à la faculté de médecine de l’Université Johns Hopkins et auteur principal de l’article

Premièrement, en utilisant le placenta humain comme modèle, les chercheurs ont identifié 26 ARNm placentaires qui ne sont présents dans le sang maternel que pendant la grossesse et non après la naissance, prouvant ainsi que les ARNm de certains tissus peuvent être trouvés dans les EV du sang circulant. En utilisant du tissu cérébral humain cultivé en laboratoire et dérivé de cellules souches (organoïdes cérébraux), les chercheurs ont ensuite découvert que les ARNm EV libérés par ces tissus cérébraux reflètent les changements survenant dans le tissu. Sabunciyan et son équipe concluent qu’il est possible de collecter des informations biologiques sur des tissus normalement inaccessibles tels que le placenta et le cerveau en étudiant les ARNm d’EV circulant dans le sang.

Grâce aux données de l’Atlas des protéines humaines, ils ont pu identifier les ARNm spécifiquement exprimés dans le cerveau. une base de données basée en Suède sur les protéines humaines dans les cellules, les tissus et les organes – ; et le Genotype-Tissue Expression Project, qui a répertorié de manière exhaustive les niveaux d’ARNm dans les tissus humains.

Une analyse plus approfondie de ces voies génétiques d’ARNm a montré que les ARNm spécifiques au cerveau dans les EV sanguins étaient impliqués dans des fonctions cérébrales spécifiques et étaient considérablement enrichis en gènes déjà liés à des troubles cérébraux tels que les troubles de l’humeur, la schizophrénie, l’épilepsie et la toxicomanie.

L’équipe de recherche affirme que cette analyse suggère que ces ARNm sont probablement des marqueurs biologiques idéaux pour identifier de telles maladies.

« C’est très excitant car il n’existe actuellement aucun marqueur sanguin pour les maladies qui affectent le cerveau », déclare Lena Smirnova, Ph.D., professeure adjointe au Département de santé environnementale et d’ingénierie de la Johns Hopkins Bloomberg School of Public Health et co. -auteur de l’article. Essentiellement, ces conditions sont diagnostiquées lors d’entretiens cliniques entre patients et prestataires.

Les chercheurs ont également découvert dans le sang 13 ARNm spécifiques au cerveau qui sont liés à la dépression post-partum. Pour déterminer dans quelle mesure les ARNm des EV sanguins reflètent la transcription dans le cerveau, les chercheurs ont comparé les ARNm isolés des cellules et des EV dans un modèle organoïde du cerveau. Ils ont découvert que même si les niveaux d’ARNm cellulaires et extracellulaires ne sont pas identiques, ils sont corrélés et il est possible d’extrapoler les changements d’expression cellulaire dans le cerveau via les niveaux d’ARNm EV.

L’objectif est de développer un simple test sanguin pour détecter des changements tels que des niveaux plus ou moins élevés d’ARNm EV dans le sang, qui sont directement liés aux changements cérébraux liés aux troubles mentaux, sans avoir accès au cerveau lui-même, explique Sabunciyan.

En fin de compte, ajoute Sabunciyan, la disponibilité de tels tests sanguins pourrait permettre de détecter les premiers signes d’urgences en matière de santé mentale, tels qu’un comportement suicidaire. La capacité d’identifier les patients à risque d’épisode psychiatrique permettrait à l’équipe soignante d’intervenir et potentiellement de prévenir des conséquences négatives.

Dans de futures études, ils prévoient d’utiliser des échantillons de cerveau cultivés en laboratoire pour identifier des biomarqueurs similaires et développer des tests pour les troubles du spectre autistique.

Les chercheurs préviennent que les différences constatées dans la dépression pourraient être uniquement liées à la dépression post-partum, car l’étude n’a été menée qu’avec des échantillons de participantes.

Outre Sabunciyan et Smirnova, les auteurs incluent Sergio Modafferi et Charlotte Schlett de Johns Hopkins ; Lauren Osborne de Weill Cornell Medicine ; et Jennifer Payne de l’Université de Virginie.

L’étude a été financée par des subventions des National Institutes of Health sous les numéros de subvention NIH-NIMH R01 MH112704, NIH-NIMH 1K23 MH110607 R01ES034554.

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Référence du magazine :

Smirnova, L., Modafferi, S., Schlett, C., Osborne, LM, Payne, JL et Sabunciyan, S. (2024). Les vésicules sanguines extracellulaires transportant des ARNm spécifiques au cerveau sont des biomarqueurs potentiels pour détecter les changements d’expression génique dans le cerveau féminin. Psychiatrie Moléculaire. est ce que je.org/10.1038/s41380-023-02384-6.



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