Exploration de l'hétérogénéité phénotypique des Troubles du Spectre Autistique Exploration of the phenotypic heterogeneity of autism spectrum disorders Fr En

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23 novembre 2018

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Anna Maruani, « Exploration de l'hétérogénéité phénotypique des Troubles du Spectre Autistique », Theses.fr, ID : 10670/1.pm3vlh


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Les troubles du spectre autistique (TSA) sont définis par des déficits persistants dans la communication sociale et l'interaction sociale ainsi que par l’aspect restreint et répétitif des comportements et des intérêts. Cette entité recouvre des situations cliniques très hétérogènes, tant par le spectre de sévérité des symptômes que par la variété des comorbidités et des signes associés. Si l’étiologie génétique semble prépondérante, les mécanismes impliqués sont complexes et hétérogènes. Une stratégie possible pour décomposer cette hétérogénéité consiste à s’appuyer sur l’étude des relations phénotype-génotype et de façon plus large sur l’étude de sous-groupes phénotypiques comme les particularités sensorielles, les comorbidités ou les particularités neuro-anatomiques, afin de définir des catégories plus homogènes. L’objectif de la thèse a été d’explorer de façon multimodale l’hétérogénéité de ces troubles. La première partie de ma thèse a porté sur l’exploration des relations phénotype-génotype. La première étude a porté sur l’exploration du syndrome de Jacobsen (JS, délétion en 11q24.2-25) caractérisé par une déficience intellectuelle (DI) et un risque plus élevé de TSA. Dans cette région critique 11q24.2-25, nous avons supposé que l’haplo-insuffisance de la Neurotrimine (NTM) (molécule d'adhésion cellulaire neuronale) pourrait augmenter le risque de TSA et pourrait affecter les volumes des structures du cerveau. Si au final, NTM n’a pu être incriminé comme gène de susceptibilité pour les TSA, les explorations ont fourni de nouvelles informations sur l'impact de la délétion 11q24.2-25 sur l'anatomie du cerveau. En effet, en utilisant la segmentation automatique nous avons exploré la macrocéphalie chez un patient porteur d’une grande délétion de novo touchant NTM et présentant un phénotype clinique de JS : nous avons observé, chez ce patient, un volume accru de structures sous-corticales mais une diminution de la matière grise occipitale. La deuxième étude a porté sur les gènes CNTN5 et CNTN6 qui codent des molécules d'adhésion cellulaire neuronale des voies neuronales sensori-motrices. Les investigations cliniques des patients porteurs de variants délétères de CNTN5 et/ou CNTN6 ont montré que ces patients étaient hypersensibles aux sons et que leurs potentiels évoqués auditifs (PEAs) montraient des changements dans les temps de latence. Ces résultats apportent une nouvelle lumière sur les gènes en lien avec les particularités sensorielles dans les TSA. Je présenterai enfin les résultats préliminaires d’une troisième étude, de liaison, chez une famille multiplexe avec TSA et synesthésie. Dans, la deuxième partie de la thèse j’exposerai une étude exploratoire dans laquelle nous avons émis l'hypothèse que les concentrations plasmatiques abaissées de mélatonine observées chez nos patients TSA (vs contrôles et apparentés) pourraient être liées à une diminution du volume de la glande pinéale (VGP). Les VGP ont été mesurés avec une méthode de mesure volumétrique à base de voxel à partir de l’imagerie par résonance magnétique (IRM). Pour mieux comprendre la relation entre le VGP et les taux de mélatonine plasmatique dans notre population, nous avons généré un modèle normatif. Le déficit en mélatonine semblait plus lié au statut du sujet vis à vis du TSA qu’au VGP. Cette étude nous a conduit à faire l’hypothèse que les variations de la mélatonine dans les TSA pourraient être principalement causées par la dérégulation de la voie de la mélatonine. En conclusion, l’ensemble de ces travaux montre l’importance d’une approche multimodale pour la compréhension des TSA pour ouvrir de nouvelles pistes en terme de stratégie thérapeutique.

Autism Spectrum Disorder (ASD) are defined by persistent deficits in social communication and social interaction as well as by the restricted and repetitive nature of behaviors and interests. This entity covers very heterogeneous clinical situations, as much by the spectrum of severity of symptoms as by the variety of comorbidities and associated signs. If the genetic etiology seems preponderant, the mechanisms involved are complex and heterogeneous. One possible strategy to break down this heterogeneity is to rely on the study of phenotype-genotype relationships and more broadly on the study of phenotypic subgroups such as sensory peculiarities, co-morbidities or neuro-anatomical peculiarities, in order to to define more homogeneous categories. The aim of the thesis was to explore multi-modally the heterogeneity of these disorders.The first part of my thesis focused on the exploration of phenotype-genotype relationships. The first study focused on the exploration of Jacobsen syndrome (JS, 11q24.2-25 deletion) characterized by intellectual disability (ID) and a higher risk of ASD. In this critical region 11q24.2-25, we hypothesized that haploinsufficiency of neurotrimin (NTM) (neuronal cell adhesion molecule) may increase the risk of ASD and may affect volumes of brain structures. In the end, NTM could not be incriminated as a susceptibility gene for ASD, but the explorations provided new information on the impact of the 11q24.2-25 deletion on brain anatomy. Indeed, using automatic segmentation we explored macrocephaly in a patient with a large NTM deletion with NTM and a clinical phenotype of JS: we observed an increased volume of subcortical structures in this patient. But a decrease in the occipital gray matter. The second study focused on the CNTN5 and CNTN6 genes that encode neuronal cell adhesion molecules of the sensory-motor neural pathways. Clinical investigations of patients with deleterious variants of CNTN5 and / or CNTN6 showed that these patients were hypersensitive to sound and that their auditory evoked potentials (ABRs) showed changes in latency. These results shed new light on genes related to sensory peculiarities in ASDs. I will present the preliminary results of a third linkage study in a multiplexed family with TSA and synesthesia.In the second part of the thesis, I will expose an exploratory study in which we hypothesized that the lowered plasma concentrations of melatonin observed in our ASD patients (vs controls and related) could be related to a decrease in the volume of the pineal gland (PGV). The PGV were measured with a voxel-based volumetric measurement method from magnetic resonance imaging (MRI). To better understand the relationship between VGP and plasma melatonin levels in our population, we generated a normative model. The melatonin deficiency seemed more related to the subject's status with respect to ASD than to VGP. This study led us to hypothesize that melatonin variations in ASD may be mainly caused by deregulation of the melatonin pathway.In conclusion, all of this work shows the importance of a multimodal approach for understanding ASD to open new avenues in terms of therapeutic strategy.

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