Compréhension des mécanismes de dégénérescence synaptique sous-jacents aux symptômes cliniques chez les patients atteints de maladies métaboliques et neurodégénératives.

Cette étude va :

1. effectuer un séquençage de l'ARN des synapses post-mortem du cortex préfrontal de patients atteints de schizophrénie ou de démence frontotemporale et de témoins non atteints. Les données seront combinées avec les données de séquençage de l'ARN déjà disponibles provenant de clones iPSC établis de patients atteints de schizophrénie ou de démence frontotemporale variante comportementale et de témoins non atteints. Les échantillons post-mortem de démence frontotemporale ont déjà été caractérisés en termes de pathologie du cortex frontal dans une étude précédente et les données du séquençage de l'ARN d'homogénats sont disponibles pour comparaison. Le cortex préfrontal a été impliqué comme une région centrale affectée à travers les TM et les ND, ce qui en fait la région parfaite pour déterminer les moteurs moléculaires communs du dysfonctionnement synaptique. Une analyse de voie de l'ensemble de données de séquençage de l'ARN sera effectuée pour identifier les voies biologiques ou les gènes individuels qui sont dérégulés dans les échantillons post-mortem et les lignées iPSC de chaque condition. Un total de 3 gènes qui convergent entre les ensembles de données post-mortem et iPSC seront sélectionnés pour l'édition génique. Chaque gène sera réparé par CRISPR/Cas9 dans 1 lignée parentale de schizophrénie sélectionnée et 1 lignée parentale de démence frontotemporale sélectionnée. L'impact des changements transcriptionnels induits sur les phénotypes fonctionnels et de morphologie synaptique dans les cultures neuronales de chaque lignée éditée génétiquement sera comparé à la lignée parentale respective et aux lignées de 3 témoins sains. Un sauvetage des phénotypes de la maladie est attendu de sorte que la lignée éditée réparée montre une activité et une morphologie synaptique comparables aux lignées de témoins sains et distinctes de la lignée parentale non éditée. Toutes les expériences incluront 3 réplicats biologiques, portant le nombre total d'analyses à 420. L'étude déterminera également le rôle de la microglie sur les déficits neuronaux dans les neurones dérivés d'iPSC provenant des 20 clones disponibles de patients atteints de schizophrénie ou de démence frontotemporale variante comportementale en comparant l'activité électrophysiologique et la morphologie synaptique dans les cultures de neurones dérivés d'iPSC seuls à celles observées dans les neurones dérivés d'iPSC co-cultivés avec de la microglie dérivée d'iPSC différenciée à partir des mêmes clones.
2. comparer la composition moléculaire des synapses post-mortem du cortex préfrontal à travers 3 TM (trouble dépressif majeur, trouble bipolaire et schizophrénie) et identifier les protéines différentiellement exprimées et les réseaux protéiques dysfonctionnels par des analyses de voie. Pour déterminer les effets potentiels des psychotropes sur les protéomes synaptiques, l'étude quantifiera les concentrations de >200 médicaments psychoactifs et métabolites dans les échantillons post-mortem de sang et de cervelet des mêmes donneurs et déterminera la corrélation avec les protéines différentiellement exprimées. Alors que les analyses sanguines fournissent des informations sur les médicaments présents au moment du décès, les données toxicologiques dans le tissu cérébral, qui accumule les médicaments pendant des semaines ou même des mois après la dernière prise, servent de meilleur indicateur de l'adhésion des sujets aux traitements. Des groupes de plus de 15 sujets sont recommandés pour les études protéomiques comme celle-ci. Chaque sujet a été apparié à un sujet témoin, correspondant en sexe, âge et intervalle post-mortem et sans preuve de conditions psychiatriques ou neurologiques, selon leurs dossiers médicaux.
3. quantifier et comparer la perte synaptique dans les régions cérébrales montrées comme étant associées à des volumes réduits chez les patients TM et ND post-mortem. Spécifiquement, l'étude comparera la densité synaptique dans le cortex préfrontal, l'hippocampe et le striatum de patients atteints de trouble dépressif majeur, trouble bipolaire, schizophrénie, maladie d'Alzheimer, démence frontotemporale à des témoins non atteints appariés par âge et sexe.