Bases moléculaires et cellulaires d’un trouble neurodéveloppemental causé par l’haploinsuffisance de SYNGAP1

La déficience intellectuelle est la cause d’handicap la plus fréquente chez l’enfant. De nombreuses évidences convergent vers l’idée selon laquelle des altérations dans les gènes synaptiques puissent expliquer une fraction significative des affections neurodéveloppementales telles que la déficience intellectuelle ou encore l’autisme. Jusqu’à récemment, la majorité des mutations associées à la déficience intellectuelle a été liée au chromosome X ou à la transmission autosomique récessive. D’un autre côté, plusieurs études récentes suggèrent que des mutations de novo dans des gènes à transmission autosomique dominante, requis dans les processus de la plasticité synaptique peuvent être à la source d’une importante fraction des cas de déficience intellectuelle non syndromique. Par des techniques permettant la capture de l’exome et le séquençage de l’ADN génomique, notre laboratoire a précédemment reporté les premières mutations pathogéniques dans le gène à transmission autosomique dominante SYNGAP1. Ces dernières ont été associées à des troubles comportementaux tels que la déficience intellectuelle, l’inattention, des problèmes d’humeur, d’impulsivité et d’agressions physiques. D’autres patients sont diagnostiqués avec des troubles autistiques et/ou des formes particulières d’épilepsie généralisée. Chez la souris, le knock-out constitutif de Syngap1 (souris Syngap1+/-) résulte en des déficits comme l’hyperactivité locomotrice, une réduction du comportement associée à l’anxiété, une augmentation du réflexe de sursaut, une propension à l’isolation, des problèmes dans le conditionnement à la peur, des troubles dans les mémoires de travail, de référence et social. Ainsi, la souris Syngap1+/- représente un modèle approprié pour l’étude des effets délétères causés par l’haploinsuffisance de SYNGAP1 sur le développement de circuits neuronaux. D’autre part, il est de première importance de statuer si les mutations humaines aboutissent à l’haploinsuffisance de la protéine. SYNGAP1 encode pour une protéine à activité GTPase pour Ras. Son haploinsuffisance entraîne l’augmentation des niveaux d’activité de Ras, de phosphorylation de ERK, cause une morphogenèse anormale des épines dendritiques et un excès dans la concentration des récepteurs AMPA à la membrane postsynaptique des neurones excitateurs. Plusieurs études suggèrent que l’augmentation précoce de l’insertion des récepteurs AMPA au sein des synapses glutamatergiques contribue à certains phénotypes observés chez la souris Syngap1+/-. En revanche, les conséquences de l’haploinsuffisance de SYNGAP1 sur les circuits neuronaux GABAergiques restent inconnues. Les enjeux de mon projet de PhD sont: 1) d’identifier l’impact de mutations humaines dans la fonction de SYNGAP1; 2) de déterminer si SYNGAP1 contribue au développement et à la fonction des circuits GABAergiques; 3) de révéler comment l’haploinsuffisance de Syngap1 restreinte aux circuits GABAergiques affecte le comportement et la cognition. Nous avons publié les premières mutations humaines de type faux-sens dans le gène SYNGAP1 (c.1084T>C [p.W362R]; c.1685C>T [p.P562L]) ainsi que deux nouvelles mutations tronquantes (c.2212_2213del [p.S738X]; c.283dupC [p.H95PfsX5]). Ces dernières sont toutes de novo à l’exception de c.283dupC, héritée d’un père mosaïque pour la même mutation. Dans cette étude, nous avons confirmé que les patients pourvus de mutations dans SYNGAP1 présentent, entre autre, des phénotypes associés à des troubles comportementaux relatifs à la déficience intellectuelle. En culture organotypique, la transfection biolistique de l’ADNc de Syngap1 wild-type dans des cellules pyramidales corticales réduit significativement les niveaux de pERK, en fonction de l’activité neuronale. Au contraire les constructions plasmidiques exprimant les mutations W362R, P562L, ou celle précédemment répertoriée R579X, n’engendre aucun effet significatif sur les niveaux de pERK. Ces résultats suggèrent que ces mutations faux-sens et tronquante résultent en la perte de la fonction de SYNGAP1 ayant fort probablement pour conséquences d’affecter la régulation du développement cérébral. Plusieurs études publiées suggèrent que les déficits cognitifs associés à l’haploinsuffisance de SYNGAP1 peuvent émerger d’altérations dans le développement des neurones excitateurs glutamatergiques. Toutefois, si, et auquel cas, de quelle manière ces mutations affectent le développement des interneurones GABAergiques résultant en un déséquilibre entre l’excitation et l’inhibition et aux déficits cognitifs restent sujet de controverses. Par conséquent, nous avons examiné la contribution de Syngap1 dans le développement des circuits GABAergiques. A cette fin, nous avons généré une souris mutante knockout conditionnelle dans laquelle un allèle de Syngap1 est spécifiquement excisé dans les interneurones GABAergiques issus de l’éminence ganglionnaire médiale (souris Tg(Nkx2.1-Cre);Syngap1flox/+). En culture organotypique, nous avons démontré que la réduction de Syngap1 restreinte aux interneurones inhibiteurs résulte en des altérations au niveau de leur arborisation axonale et dans leur densité synaptique. De plus, réalisés sur des coupes de cerveau de souris Tg(Nkx2.1-Cre);Syngap1flox/+, les enregistrements des courants inhibiteurs postsynaptiques miniatures (mIPSC) ou encore de ceux évoqués au moyen de l’optogénétique (oIPSC) dévoilent une réduction significative de la neurotransmission inhibitrice corticale. Enfin, nous avons comparé les performances de souris jeunes adultes Syngap1+/-, Tg(Nkx2.1-Cre);Syngap1flox/+ à celles de leurs congénères contrôles dans une batterie de tests comportementaux. À l’inverse des souris Syngap1+/-, les souris Tg(Nkx2.1-Cre);Syngap1flox/+ ne présentent pas d’hyperactivité locomotrice, ni de comportement associé à l’anxiété. Cependant, elles démontrent des déficits similaires dans la mémoire de travail et de reconnaissance sociale, suggérant que l’haploinsuffisance de Syngap1 restreinte aux interneurones GABAergiques dérivés de l’éminence ganglionnaire médiale récapitule en partie certains des phénotypes cognitifs observés chez la souris Syngap1+/-. Mes travaux de PhD établissent pour la première fois que les mutations humaines dans le gène SYNGAP1 associés à la déficience intellectuelle causent la perte de fonction de la protéine. Mes études dévoilent, également pour la première fois, l’influence significative de ce gène dans la régulation du développement et de la fonction des interneurones. D’admettre l’atteinte des cellules GABAergiques illustre plus réalistement la complexité de la déficience intellectuelle non syndromique causée par l’haploinsuffisance de SYNGAP1. Ainsi, seule une compréhension raffinée de cette condition neurodéveloppementale pourra mener à une approche thérapeutique adéquate.

Quand la réadaptation blesse? Éducateurs victimes de violence

Cette étude vise à comprendre le phénomène de la violence physique vécue par les éducateurs oeuvrant dans dix Centres Jeunesse (CJ) du Québec. Pour ce faire, un sondage de victimisation a été administré à 586 éducateurs en internat. En premier lieu, la prévalence de cette problématique sera établie. Par la suite, les facteurs individuels et environnementaux prédisposant aux agressions physiques seront identifiés. Des éducateurs sondés, 53,9 % rapportent avoir été victimes de violence physique au cours de la dernière année. Sur le plan individuel, être affecté par les manifestations agressives des clients et la fréquence des violences psychologiques subies augmentent les risques de victimisation physique. Quant au contexte, l’âge de la clientèle et le motif de l’intervention (basé sur la loi justifiant le placement) auprès de l’enfant ou de l’adolescent influencent l’occurrence des actes violents dirigés contre les éducateurs. Nos analyses montrent également que les violences physiques dont sont victimes les éducateurs affectent autant l’individu que l’institution. L’identification de facteurs permettant de prédire les risques de victimisation pourrait notamment servir à orienter les programmes de prévention de la violence dans les CJ, mais aussi à cibler les éducateurs les plus à risque afin de leur fournir un soutien adapté.

Associations prospectives entre l'environnement des repas en famille et le développement bio-psycho-social d'enfants d'âge scolaire

Contexte. Depuis quelques années, plusieurs études se sont intéressées aux effets protecteurs des repas en famille sur divers aspects du développement des enfants et des adolescents. Objectif. Identifier les associations prospectives entre l'environnement des repas en famille à 6 ans et le développement bio-psycho-social à 10 ans. Méthode. Les participants sont 1 085 filles et 1 138 garçons faisant partie de l'Étude Longitudinale du Développement des Enfants du Québec (ÉLDEQ), qui a sélectionné un échantillon aléatoire et stratifié en utilisant le registre des naissances du Québec. Dans ce devis prospectif-longitudinal, les parents ont fourni une mesure sur l'environnement de leurs repas en famille à l'âge de 6 ans. Quatre années plus tard, les parents ont également fourni des mesures sur le niveau de condition physique de leur enfant ainsi que sa fréquence de consommation de boissons gazeuses; les enseignants ont mesuré la réussite en lecture et en mathématiques; les enfants ont auto-rapporté leurs niveaux d’agressivité physique globale, d’opposition, du trouble du comportement non agressif et d’agressivité réactive. Des analyses de régressions multiples ont été réalisées. Résultats. Un environnement plus sain lors des repas en famille à 6 ans a prédit les bénéfices suivants à 10 ans : une augmentation de la condition physique (β = 0,24; 95 % intervalle de confiance [IC], 0,12 à 0,36) ainsi qu'une diminution de la consommation de boissons gazeuses (β = -0,43; 95 % IC, -0,62 à -0,23), de l'agressivité physique globale (β = -0,38; 95 % IC, -0,58 à -0,18), de l'opposition (β = -0,72; 95 % IC, -1 à -0,4), du trouble du comportement non agressif (β = -0,33; 95 % IC, -0,50 à -0,17) et de l'agressivité réactive (β = -0,70; 95 % IC, -0,98 à -0,42). Contrairement à nos attentes, l'environnement des repas en famille n'était pas significativement relié au rendement scolaire. Conclusion. Les repas familiaux ont une forte influence à long terme sur le développement de l'enfant, par rapport à sa santé physique et à son ajustement social. Par conséquent, ils pourraient nourrir une campagne informative intéressante qui porterait sur la promotion de la santé mentale et physique des jeunes à travers ce rituel social.