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Facteurs génétiques dans la réponse au lithium pour le trouble bipolaire

Des recherches mettent en avant les rôles génétiques dans l'efficacité du lithium pour traiter le trouble bipolaire.

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Le Trouble bipolaire (TB) est un problème de santé mentale courant et sérieux qui touche beaucoup de gens dans le monde. Ça implique des changements d'humeur extrêmes, avec des épisodes de manie (l'énergie au max) et de dépression (le moral dans les chaussettes). Les personnes atteintes de trouble bipolaire ont un risque beaucoup plus élevé de suicide par rapport à la population générale, donc il est super important de trouver des traitements efficaces.

Un des traitements principaux pour le trouble bipolaire, c'est le Lithium. C'est un sel simple utilisé depuis longtemps pour gérer les sautes d'humeur et réduire le risque de suicide chez les personnes bipolaires. Mais tout le monde ne réagit pas bien au lithium. En fait, les études montrent qu'environ un tiers des patients tirent des bénéfices significatifs de ce traitement. Ça pose des questions importantes sur le fonctionnement du lithium et comment améliorer son efficacité pour ceux qui ne répondent pas.

Le défi de la non-réactivité au lithium

Comprendre pourquoi certaines personnes ne réagissent pas au lithium est vraiment important. Les chercheurs essaient d'identifier comment le lithium agit dans le cerveau. Ça pourrait aider à développer de nouveaux traitements qui auraient des avantages similaires au lithium mais qui seraient plus efficaces pour ceux qui n'y répondent pas.

Pour l'instant, on a pas assez de modèles animaux pour étudier cette non-réactivité au lithium. Des recherches précédentes ont suggéré qu'il y a des similitudes génétiques et d'activité cérébrale entre ceux qui réagissent au lithium et ceux qui ne réagissent pas. Cependant, il est crucial de faire la différence entre deux concepts : le "trait" qui se réfère aux caractéristiques stables du trouble bipolaire qui pourraient ne pas changer, et l'"état" qui se réfère aux conditions qui peuvent évoluer avec le temps. Cette distinction est importante pour développer des traitements efficaces.

Le rôle du lithium dans l'activité cérébrale

On sait que le lithium affecte le comportement des cellules cérébrales, surtout en termes d'excitabilité, qui est la facilité avec laquelle elles peuvent être activées. La recherche a montré que le lithium peut réduire l'activité excessive des Neurones chez ceux qui répondent au traitement. Pour ceux qui ne répondent pas, cette réduction de l'excitabilité n'a pas été observée.

Des découvertes récentes suggèrent que le lithium pourrait aussi aider à améliorer la production d'énergie des cellules cérébrales, ce qui pourrait être clé pour ses effets. Ces différences dans la réaction des neurones au lithium indiquent que certaines personnes ont une base génétique pour leur réponse au traitement.

L'influence du temps sur l'humeur

Les rythmes Circadiens, ou l’horloge interne du corps, jouent un rôle significatif dans la régulation de diverses fonctions corporelles, y compris le sommeil et l’humeur. Les personnes souffrant de trouble bipolaire montrent souvent des perturbations dans ces rythmes, entraînant des changements d’humeur qui peuvent s’aggraver durant les phases maniaques ou dépressives. Les chercheurs examinent comment ces perturbations pourraient être liées à l’efficacité du traitement au lithium.

Certaines études ont suggéré que des anomalies dans l’horloge circadienne pourraient contribuer aux symptômes du trouble bipolaire. Cela a conduit les scientifiques à enquêter sur la manière dont les facteurs influençant le rythme pourraient également affecter la réponse au lithium.

Connexions génétiques à la réponse au lithium

Des recherches ont montré que certains gènes qui gouvernent l’horloge circadienne pourraient aussi jouer un rôle dans la façon dont les individus réagissent au lithium. Ça ouvre de nouvelles pistes pour comprendre le lien entre la génétique et la réponse au traitement. Certains gènes de l’horloge sont associés au trouble bipolaire, tandis que d’autres peuvent être spécifiquement liés à la façon dont quelqu’un réagit bien au lithium.

Pour mieux comprendre le lien entre ces gènes et la réponse au lithium, les chercheurs ont défini des groupes spécifiques de gènes liés au système circadien. En analysant des données de diverses études sur la santé mentale et la réponse au lithium, ils ont découvert des relations significatives entre certains gènes de l’horloge et l’efficacité du traitement.

Découvertes sur des gènes spécifiques

Une découverte notable est le gène BHLHE41, qui a été souligné pour son rôle potentiel dans la réponse au lithium. Des études ont révélé que des souris dépourvues de ce gène ne montraient pas d’amélioration avec le traitement au lithium, indiquant que ce gène pourrait être crucial pour déterminer si le lithium est efficace.

D'autres études ont aussi noté que le traitement au lithium affectait certains types de neurones différemment selon la présence de ce gène. En examinant des tranches de cerveau de ces souris génétiquement modifiées, les chercheurs ont trouvé que les cellules cérébrales ne réagissaient pas au traitement au lithium comme prévu, confirmant l'importance de BHLHE41 dans la médiation des effets du lithium.

Études comportementales dans des modèles animaux

Pour approfondir le lien entre BHLHE41 et la réponse au lithium, les chercheurs ont réalisé des études comportementales sur des souris génétiquement modifiées. Ils ont constaté que ces souris, qui manquaient de BHLHE41, ne montraient pas les mêmes bénéfices du traitement au lithium que les souris normales. Ce manque de réactivité était clairement visible dans des tâches cognitives mesurant l'apprentissage et la mémoire.

Les souris normales traitées avec du lithium ont montré des améliorations dans des tâches nécessitant mémoire et flexibilité d'apprentissage, tandis que les souris génétiquement modifiées ne l'ont pas fait. Ça indique que BHLHE41 joue un rôle non seulement dans la façon dont le cerveau réagit au lithium mais aussi dans les processus cognitifs associés au trouble bipolaire.

Activité cérébrale et excitabilité

En plus des études comportementales, les chercheurs ont examiné comment les neurones dans le cerveau réagissaient au lithium à un niveau cellulaire. Ils ont trouvé que les neurones de souris normales montraient une excitabilité réduite lorsqu'ils étaient traités avec du lithium, tandis que les neurones des souris génétiquement modifiées ne le faisaient pas. Ça renforce l'idée que le lithium agit en abaissant le niveau d'activité de certains neurones, et la présence de BHLHE41 est cruciale pour cet effet.

En regardant des zones spécifiques du cerveau, les chercheurs ont noté que les changements d’excitabilité et de réponse au traitement étaient particulièrement prononcés dans certains types de neurones connus pour être impliqués dans des fonctions cognitives.

Changements synaptiques avec le traitement au lithium

D'autres investigations ont révélé que le traitement au lithium entraînait des changements au niveau synaptique, qui est l'endroit où les neurones communiquent entre eux. Dans les neurones normaux, le lithium semblait améliorer le fonctionnement des synapses, favorisant des connexions plus saines entre les cellules cérébrales. Cependant, cette amélioration n'a pas été constatée dans les neurones dépourvus de BHLHE41.

Ça suggère que le gène est non seulement important pour comment les neurones réagissent au lithium, mais joue aussi un rôle dans le maintien de connexions synaptiques saines. L’efficacité globale du traitement au lithium semble dépendre de ces changements liés aux gènes dans le fonctionnement synaptique.

Vers de meilleurs traitements

Les idées tirées de l'étude du rôle des gènes de l’horloge, en particulier BHLHE41, dans la réponse au lithium offrent de l'espoir pour développer de nouveaux traitements pour le trouble bipolaire. En identifiant les facteurs génétiques qui influencent les résultats du traitement, les chercheurs peuvent mieux cibler les thérapies pour ceux qui ne répondent pas bien au lithium.

Les recherches futures viseront à trouver des moyens d'améliorer l'efficacité du lithium, peut-être en développant des médicaments qui agissent en complément du lithium pour cibler des voies spécifiques influencées par ces gènes.

Conclusion : La voie à suivre

Comprendre le trouble bipolaire et les effets du traitement au lithium est un chemin en cours. La découverte de facteurs génétiques comme BHLHE41 éclaire pourquoi certaines personnes ont du mal à répondre à la thérapie au lithium. En continuant d’investiguer ces mécanismes sous-jacents, les chercheurs espèrent ouvrir la voie à de meilleures options de traitement qui peuvent aider ceux affectés par le trouble bipolaire à trouver du soulagement.

Au fur et à mesure qu'on en apprend plus sur les liens entre génétique, fonction cérébrale et réponses au traitement, on peut faire des progrès vers une médecine personnalisée qui adapte les traitements aux besoins individuels. Cette approche promet d'améliorer la qualité de vie de ceux qui vivent avec le trouble bipolaire.

Source originale

Titre: Modulation of Neuronal Excitability and Plasticity by BHLHE41 Conveys Lithium Non-Responsiveness

Résumé: Many bipolar disorder (BD) patients are non-responsive to lithium. The mechanisms underlying lithium (non-)responsiveness are largely unknown. By using gene-set enrichment analysis methods, we found that core clock gene-sets are significantly associated with lithium response. Among the top hits was BHLHE41, a modulator of the molecular clock and homeostatic sleep. Since BHLHE41 and its paralog BHLHE40 are functionally redundant, we assessed chronic lithium response in double-knockout mutant mice (DKO). We demonstrated that DKOs are non-responsive to lithiums effect in various behavioral tasks. Cellular assays and patch clamp recordings revealed lowered excitability and reduced lithium-response in prefrontal cortical layer 2/3 DKO neurons and on hippocampal long-term potentiation. Single-cell RNA sequencing identified that lithium deregulated mitochondrial respiration, cation channel and postsynapse associated gene-sets specifically in upper layer excitatory neurons. Our findings show that lithium acts in a highly cell-specific way on neuronal metabolism and excitability and modulates synaptic plasticity depending on BHLHE40/41.

Auteurs: Moritz J Rossner, M. Stephan, S. Papiol, M. Zhang, J. Song, S. M. Frommeyer, H. Haupt, N. Jensen, N. Kannaiyan, R. Gupta, P. Schuler, P. Pickelmann, M. J. McCarthy, E. Schulte, M. Lande, P. Falkai, V. Scheuss, T. G. Schulze, W. Zhang

Dernière mise à jour: 2024-07-25 00:00:00

Langue: English

Source URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.07.25.605130

Source PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.07.25.605130.full.pdf

Licence: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Changements: Ce résumé a été créé avec l'aide de l'IA et peut contenir des inexactitudes. Pour obtenir des informations précises, veuillez vous référer aux documents sources originaux dont les liens figurent ici.

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