Schizophrénie liée à des cycles génétiques de 12 heures perturbés ou manquants dans le cerveau

Des gènes spécifiques dans le cerveau humain sont actifs dans des cycles de 12 heures, une nouvelle étude a montré pour la première fois. En étudiant le cerveau de patients atteints de schizophrénie, les chercheurs ont découvert qu’un certain nombre de ces rythmes sont altérés ou absents chez ces personnes, ce qui pourrait aider à décrire quelques-unes des fonctions cliniques de la maladie.

Nous sommes plus habitués à penser au corps humain fonctionnant sur un cycle de 24 heures, ce qu’on appelle le rythme circadien. Ce ne sont pas seulement les humains qui respectent ce programme – c’est courant dans tout le règne animal, et même les germes ont en fait été trouvés pour utiliser des modifications quotidiennes prévisibles.

Néanmoins, on a longtemps supposé que des aspects spécifiques de la physiologie humaine pourraient plutôt fonctionner sur un cycle de 12 heures. Ces rythmes beaucoup plus courts sont d’ailleurs actuellement observés dans la nature, notamment chez les mammifères marins impactés par le mouvement des marées. Maintenant, pour la première fois, une étude dirigée par Madeline R. Scott de l’Université de Pittsburgh a en fait trouvé la preuve de ces rythmes de 12 heures dans le cerveau humain, établissant des liens vitaux entre cette activité rythmique et la schizophrénie.

L’interruption du rythme circadien fait généralement partie des premiers signes de schizophrénie. Les clients signalent généralement des perturbations du sommeil, telles que l’incapacité de s’endormir ou le fait de ne dormir que pendant de brèves périodes. Des études antérieures ont également révélé une expression génétique inhabituelle dans une région du cerveau appelée cortex préfrontal dorsolatéral (DLPFC), qui est liée à certains des symptômes cognitifs que les personnes atteintes de schizophrénie éprouvent.

Puisqu’il n’est pas possible de mesurer l’activité des gènes dans le cerveaux de personnes vivantes, les chercheurs ont utilisé des cerveaux post-mortem donnés par des personnes atteintes et non schizophrènes.

En se concentrant sur le DLPFC, ils ont identifié de nombreux gènes qui gèrent normalement un cycle de 12 heures. Les gènes liés à la construction de connexions entre les neurones afférents étaient plus actifs l’après-midi et pendant la nuit. Les gènes associés à l’apport d’énergie aux cellules culminaient le matin et le soir.

Lorsque ces résultats ont été comparés à ceux du cerveau de patients atteints de schizophrénie, la distinction était nette. L’activité rythmique des gènes associée à la construction de ponts entre les neurones afférents a été complètement perdue. Dans les gènes liés à l’énergie, le cycle de 12 heures était toujours présent, cependant les pics d’activité s’étaient déplacés vers des temps anormaux.

« Nous découvrons que le cerveau humain n’a pas que des rythmes circadiens (24 heures) dans l’expression des gènes mais aussi des rythmes de 12 heures dans une variété de gènes qui sont très importants pour la fonction cellulaire et le maintien neuronal », a résumé l’auteur de l’étude Colleen A. McClung, dans une déclaration. « Beaucoup de ces rythmes d’expression génique sont perdus chez les personnes atteintes de schizophrénie, et il y a un changement remarquable dans la synchronisation des rythmes dans les enregistrements associés à [l’énergie cellulaire]. »

McClung a ajouté que cela pourrait indiquer que les cellules cérébrales ne fonctionnent pas de manière optimale « aux moments de la journée où l’énergie cellulaire est le plus nécessaire ».

Il n’est pas certain que ces rythmes irréguliers soient eux-mêmes la cause de certains des signes de la schizophrénie, ou s’ils pourraient être dus, par exemple, à l’utilisation de médicaments ou à un sommeil perturbé. D’autres études seront nécessaires pour examiner cela, mais ces résultats ont fourni les premières étapes cruciales.

L’étude de recherche est publiée dans PLOS Biology.