Brains from people with autism show patterns of gene expression similar to those from people with schizophrenia, according to a new analysis.
The findings, published May 24 in Translational Psychiatry, deepen the connections between the two conditions, says study leader Dan Arking, associate professor of genetic medicine at Johns Hopkins University in Baltimore, Maryland.
Les cerveaux de personnes avec autisme montrent des profils d’expression génique similaires à ceux des personnes schizophrènes, selon une nouvelle analyse.
Les résultats, publiés 24 mai à Translational Psychiatry, approfondissent les liens entre les deux conditions, explique le chef de l’étude Dan Arking, professeur agrégé de médecine génétique à l’Université Johns Hopkins à Baltimore, Maryland.
People who have either autism or schizophrenia share features such as language problems and difficulty understanding other people’s thoughts and feelings. They also have genetic risk factors in common. “And now I think we can show that they share overlap in gene expression,” Arking says.
The study builds on previous work, in which Arking’s team characterized gene expression in postmortem brain tissue from 32 individuals with autism and 40 controls. In the new analysis, the researchers made use of that dataset as well as one from the Stanley Medical Research Institute that looked at 31 people with schizophrenia, 25 with bipolar disorder and 26 controls3.
Les personnes qui ont soit un diagnostic d’autisme ou de schizophrénie partagent des caractéristiques telles que les problèmes de langage et des difficultés à comprendre les pensées et les sentiments des autres. Ils ont également des facteurs de risque génétiques en commun. « Et maintenant, je pense que nous pouvons montrer qu’ils partagent des chevauchements dans l’expression des gènes, » dit Arking.L’étude se fonde sur des travaux antérieurs, dans lequel l’équipe d’Arking a caractérisé l’expression des gènes dans le tissu cérébral post-mortem de 32 personnes avec autisme et 40 contrôles. Dans la nouvelle analyse, les chercheurs ont fait usage de ce jeu de données, ainsi qu’un jeu de l’Institut de recherche médicale Stanley qui a examiné 31 personnes avec schizophrénie, 25 avec un trouble bipolaire et 26 controls.
They found 106 genes expressed at lower levels in autism and schizophrenia brains than in controls. These genes are involved in the development of neurons, especially the formation of the long projections that carry nerve signals and the development of the junctions, or synapses, between one cell and the next. The results are consistent with those from previous studies indicating a role for genes involved in brain development in both conditions.
Ils ont trouvé 106 gènes exprimés à des niveaux plus faibles dans les cerveaux avec autisme et schizophrénie cerveau par rapport aux témoins. Ces gènes sont impliqués dans le développement des neurones, en particulier la formation de longues saillies qui transportent les signaux nerveux et dans le développement des jonctions ou des synapses, entre une cellule et la suivante. Les résultats sont cohérents avec ceux des études antérieures indiquant un rôle des gènes impliqués dans le développement du cerveau dans les deux conditions.
“On the one hand, it’s exciting because it tells us that there’s a lot of overlap,” says Jeremy Willsey, assistant professor of psychiatry at the University of California, San Francisco, who was not involved in the work. “On the other hand, these are fairly general things that are overlapping.”
« D’une part, il est passionnant car il nous dit qu’il y a beaucoup de chevauchements», dit Jeremy Willsey, professeur adjoint de psychiatrie à l’Université de Californie, San Francisco, qui n’a pas participé aux travaux. « D’autre part, ce sont des choses assez générales qui se chevauchent. »

Strong ties: Liens forts

Most previous studies of gene expression in autism or schizophrenia did not involve brain tissue: Some relied on blood and others on neurons derived from stem cells. “Having what the brain transcriptome looks like is important,” says Jon McClellan, professor of psychiatry at the University of Washington in Seattle, who was not involved in the work.
La plupart des études antérieures de l’expression du gène de l’autisme ou la schizophrénie ne comportaient pas les tissus du cerveau: Certains reliés au sang et d’autres sur les neurones dérivés de cellules souches. «Savoir ce à quoi le transcriptome du cerveau ressemble est important», explique Jon McClellan, professeur de psychiatrie à l’Université de Washington à Seattle, qui n’a pas participé aux travaux.It’s also significant that the common patterns emerged from two disparate datasets involving different study designs and brain regions. “The fact that you have a positive finding, to me, under those circumstances, really says that this is likely to be real,” Arking says.
Il est également significatif que les modèles communs ont émergé de deux ensembles de données disparates comportant différents plans d’étude et régions du cerveau. « Le fait que vous avez une conclusion positive, pour moi, dans ces circonstances, dit vraiment que cela est susceptible d’être vrai», dit Arking.
In the study, gene expression in schizophrenia and bipolar disorder are not notably similar, even though schizophrenia is thought to have stronger genetic ties to bipolar disorder than to autism. A larger study may reveal an overlap between the two conditions, Arking and others say.
Dans l’étude, l’expression des gènes dans la schizophrénie et le trouble bipolaire ne sont pas notamment similaires, même si la schizophrénie est supposée avoir des liens génétiques plus forts avec le trouble bipolaire qu’avec l’autisme. Une étude plus large peut révéler un chevauchement entre les deux conditions, selon Arking et d’autres.

The similarities in gene expression between schizophrenia and autism could stem from a shared mechanism for the two conditions. Or they may reflect common processes that compensate for the other brain changes, says Shannon Ellis, who conducted the analysis as a graduate student in Arking’s lab. “We can’t say anything about whether this is cause or effect,” she says.
Les similitudes dans l’expression des gènes entre la schizophrénie et l’autisme pourraient provenir d’un mécanisme commun pour les deux conditions. Ou ils peuvent refléter des processus communs qui compensent les autres changements dans le cerveau, dit Shannon Ellis, qui a mené l’analyse en tant qu’étudiant diplômé dans le laboratoire de Arking. «Nous ne pouvons rien dire si cela est la cause ou l’effet, » dit-elle.

Flagging genes: Gènes de signalisation

By comparing the results of genetic studies with gene expression analyses, researchers can glean hints about causal relationships. The genes that show altered expression in people with autism or schizophrenia are not ones that tend to pop up in genome-wide association studies of these disorders. Those studies are designed to reveal common variants that occur more often in people with a condition than in the general population. 
En comparant les résultats des études génétiques avec les analyses d’expression génique, les chercheurs peuvent glaner des indices sur les relations de causalité. Les gènes qui montrent une expression altérée chez les personnes avec de l’autisme ou de la schizophrénie ne sont pas ceux qui ont tendance à apparaître dans les études d’associations pangénomiques de ces troubles. Ces études sont conçues pour révéler des variants communs qui se produisent le plus souvent chez les personnes ayant une condition par rapport à la population générale.
The disparate results from these different kinds of studies suggests that the gene expression changes in autism and schizophrenia brains don’t cause the conditions, Arking says. “What we’re seeing are sort of the downstream consequences of that primary effect,” he says.
Les résultats disparates de ces différents types d’études suggèrent que les changements d’expression des gènes dans les cerveaux dans l’autisme et la schizophrénie ne provoquent pas les conditions, dit Arking. « Ce que nous voyons sont en quelque sorte des conséquences en aval de cet effet primaire», dit-il.
The study does point to new genes that may play a role in the conditions. Two genes located on chromosome 12, called IQSEC3 and COPS7A, are expressed at unusually low levels in autism, schizophrenia and bipolar disorder, the researchers found.
L’étude pointe vers de nouveaux gènes qui pourraient jouer un rôle dans les conditions. Les chercheurs ont trouvé que deux gènes situés sur le chromosome 12, appelés IQSEC3 et COPS7A, sont exprimés à des niveaux exceptionnellement bas dans l’autisme, la schizophrénie et le trouble bipolaire.
Relatively little is known about these two genes, and they may not be involved in all cases of these conditions. Still, they are worth following up on, says Arking. IQSEC3, in particular, is dramatically suppressed in all three conditions. “It’s hard to imagine that’s not an important player in some way,” he says.
On en sait relativement peu sur ces deux gènes, et ils ne peuvent pas être impliqués dans tous les cas de ces conditions. Pourtant, ils valent le suivi, dit Arking. IQSEC3, en particulier, est radicalement supprimé dans les trois conditions. «Il est difficile d’imaginer que ce n’est pas un acteur important en quelque sorte, » dit-il.
This article is reproduced with permission from spectrumnews.org. The article was first published on June 3, 2016.