Où et quand les troubles neurodéveloppementaux peuvent commencer pendant la grossesse
Les cellules qui composent le cerveau humain commencent à se développer bien avant que la forme physique du cerveau ne se soit formée. Cette organisation précoce d’un réseau de cellules joue un rôle majeur dans la santé du cerveau tout au long d’une vie. De nombreuses études ont montré que les mères ayant de faibles niveaux de fer pendant la grossesse ont un risque plus élevé de donner naissance à un enfant qui développe des troubles cognitifs comme l’autisme, le syndrome de déficit de l’attention et des troubles d’apprentissage. Cependant, la carence en fer est toujours répandue chez les femmes enceintes et les jeunes enfants.
Les mécanismes par lesquels la carence en fer gestationnel (GID) contribue aux troubles cognitifs ne sont pas entièrement compris. Le laboratoire de Margot Mayer- Proschel, Ph.D., professeur de génétique biomédicale et de neurosciences à l’Université de Rochester Medical Center, a été le premier à démontrer que le cerveau des animaux nés de souris carencées en fer réagit anormalement aux stimuli cérébraux excitateurs. , et que les suppléments de fer donnés à la naissance ne restaurent pas les troubles fonctionnels qui apparaissent plus tard dans la vie.
Plus récemment, son laboratoire a réalisé des progrès significatifs dans la recherche de l’origine cellulaire de la déficience, et son équipe de recherche a identifié une nouvelle cible de cellules progénitrices neuronales embryonnaires pour le GID. Cette étude vient d’être publiée dans la revue Développement.
“Nous sommes très excités par cette découverte”, a déclaré Mayer-Proschel. “Cela pourrait relier la carence en fer gestationnelle à ces troubles très complexes. Comprendre cette connexion pourrait entraîner des changements dans les recommandations de soins de santé et les cibles potentielles de futures thérapies.”
Construire la carte
Michael Rudy, Ph.D., et Garrick Salois, tous deux étudiants diplômés du laboratoire et co-premiers auteurs de l’étude, ont travaillé à rebours pour établir ce lien. En examinant le cerveau d’adultes et de jeunes souris nées avec un GID connu, ils ont découvert une perturbation des interneurones, des cellules qui contrôlent l’équilibre entre excitation et inhibition et garantissent que le cerveau mature peut répondre de manière appropriée aux signaux entrants.
Ces interneurones sont connus pour se développer dans une région spécifique du cerveau embryonnaire appelée l’éminence ganglionnaire médiale – où des facteurs spécifiques définissent le sort des cellules progénitrices neuronales précoces qui se divisent, migrent et mûrissent ensuite en neurones qui peuplent le cortex cérébral en développement. Les chercheurs ont découvert que ce pool spécifique de cellules progénitrices était perturbé dans les cerveaux embryonnaires exposés au GID. Ces résultats fournissent la preuve que le GID affecte le comportement des cellules progénitrices embryonnaires, provoquant la création d’un réseau sous-optimal de neurones spécialisés plus tard dans la vie.
“En regardant en arrière, nous avons pu identifier quand les cellules progénitrices ont commencé à agir différemment chez les animaux carencés en fer par rapport aux témoins normaux en fer”, a déclaré Mayer-Proschel. “Cela confirme que la corrélation entre le changement cellulaire et le GID se produit au début de l’utérus. Traduire la chronologie aux humains la placerait dans les trois premiers mois de gestation avant que de nombreuses femmes ne sachent qu’elles sont enceintes.”
Rapprocher le prochain modèle des humains
Après avoir identifié des cibles cellulaires dans un modèle murin de GID, Salois, étudiant diplômé en neurosciences du laboratoire Mayer-Proschel, établit actuellement un modèle humain de carence en fer à l’aide d’organoïdes cérébraux – une masse de cellules, dans ce cas qui représente un cerveau. Ces « mini-cerveaux », qui ressemblent davantage à de minuscules boules qui nécessitent un microscope pour être étudiés, peuvent être chargés de former des régions spécifiques des éminences ganglionnaires du cerveau humain embryonnaire. Avec ces chercheurs peuvent imiter le développement des cellules progénitrices neuronales qui sont ciblées par GID chez la souris.
“Nous pensons que ce modèle nous permettra non seulement de déterminer la pertinence de notre découverte dans le modèle de souris pour le système humain, mais nous permettra également de trouver de nouvelles cibles cellulaires pour le GID qui ne sont même pas présentes dans les modèles de souris”, a déclaré Mayer- Proschel. “Comprendre ces cibles cellulaires de cette carence nutritionnelle répandue sera impératif pour prendre les mesures nécessaires pour apporter des changements à notre façon de penser à la santé maternelle. Le fer en est une partie importante, et l’impact limité de la supplémentation en fer après la naissance rend nécessaire de identifier des approches alternatives.”
