Neurosciences intégratives

Question 1

Quels sont les différents niveaux du cerveau?

Answer 1

• Gènes
• Protéines
• Système moléculaire
• Cellule
• Régions cérébrales

Question 2

Quels sont les 3 axes de l’organisation multi-échelles du cerveau?

Answer 2

• Temporel
• Spatial
• Topologique

Question 3

En quoi le pronostic de la maladie d’Alzheimer illustre les intérêts d’une approche multi-échelles?

Answer 3

• Un processus de modification de la magnitude des biomarkers débute avant l’apparition des manifestations cliniques
• Si on attend les manifestations cliniques, les solutions thérapeutiques sont limitées

Question 4

Quelles sont les étapes d’une stratégie thérapeutique individualisée dans le but d’avoir de la précision?

Answer 4

Precision through measurement:

1. Data integration: brain, genes, behavior
2. Biotype innovation: classification system
3. Clinical translation: clinical translation

Question 5

Comment se caractérise le matériel génétique humain?

Answer 5

> Chaque cellule contient notre code génétique : le génome
Génome est porté par les chromosomes
Chaque cellule comprend 2 copies de chaque chromosome (1 maternelle et 1 paternelle)
Chez l’humain : 23 paires de chromosomes et 21 000 gènes
Cellules souches

Question 6

Que sont les cellules souches?

Answer 6

Cellules particulières présentent au début du développement du corps humain, et qui peuvent exprimer l’entièreté du génome.
Il en reste quelque unes à l’âge adulte.

Question 7

Comment se caractérise le génome humain?

Answer 7

> Chaque chromosome contient une chaîne extrêmement longue d’acide désoxyribonucléique (ADN)
L’ADN est composé d’une double hélice, qui porte 4 types de bases (nucléotide) : adénine (A), Cytosine (C), Guanine (G), Thymine (T)

Question 8

Comment la protéine provient-elle du génome? Que sont la transcription et la traduction?

Answer 8

1. ADN
2. Transcription en ARNm
3. Traduction en Codon
4. Acide Aminées
5. Protéines
   - Transcription : ADN transcrit en ARN messager
   - Traduction : décodage de la chaîne de nucléotides en chaînes de 3 lettres (Codon) ; les codons fabriquent des acides aminés qui produisent des protéines

Question 9

Qu’appelle-t-on l’épigénétique? Donnez des exemples de facteurs épigénétiques.

Answer 9

(Grec ancien : épi “au-dessus de” ; génétique)
Mécanismes modifiant de manière réversible, transmissible (lors des divisions cellulaires) et adaptative l’expression des gènes sans en changer la séquence nucléotidique (ADN).
- le stress est un facteur épigénétique
- la cocaïne va modifier l’expression de certains gènes

Question 10

Quels sont les mécanismes de mutations pouvant affecter l’ADN et créer des allèles? Que créent ces mécanismes?

Answer 10

1. Substitution : changement d’une base par une autre
2. Délétion : perte d’un ou plusieurs nucléotides
3. Addition : insertion d’un ou plusieurs nucléotides
   - > Ces mécanismes créent la variabilité génétique

Question 11

Quelle est la relation entre la variation d’un gène et la taille de l’effet?

Answer 11

> Si un gène varie fréquemment -> effet faible

> Si un gène varie rarement -> effet fort

Question 12

Comment le cerveau affecte-t-il la cognition?

Answer 12

Gène -> Cerveau -> Cognition

• Altération au niveau de l’expression d’une protéine a une conséquence sur l’ensemble des fonctions cognitives qui dépendent de l’activité de la région en question
• Variation génétique -> Activité de la protéine diminuée -> Modification de l’anatomie du cerveau -> Impact sur un ensemble de domaines cognitifs
• Pas de lien direct entre le gène et la cognition

Question 13

En quoi la dopamine est un neurotransmetteur clé pour les fonctions exécutives?

Answer 13

Corrélation positive entre le taux de dopamine préfrontal et les performances aux tâches exécutives.

Question 14

Que sont la Valine et la Méthionine? Quelle l’action de ce dernier sur les fonctions exécutives? Comment sont-elles corrélées avec l’activité dopaminergique préfrontale?

Answer 14

Valine (CATG) et Méthionine (CGTG) sont des acides aminés
> Méthionine -> baisse de la vitesse de dégradation de Dopamine -> Hausse Dopamine -> hausse fonctions exécutives
> Corrélation négative entre Valine et activité dopaminergique préfrontale
> Corrélation positive entre Méthionine et activité dopaminergique préfrontale

Question 15

Quelle est l’influence de la présence d’un allèle méthionine sur le gène COMT? Quel est alors l’impact des génotypes?

Answer 15

Augmentation de l’activation du cortex préfrontal lors d’une tâche de Mdt chez les sujets porteurs d’un allèle met (Méthionine) sur le gène COMT.
-> Impact des génotypes sur la ségrégation et l’intégration fonctionnelle

Question 16

A quoi fait référence la notion de phénotype intermédiaire?

Answer 16

> Les gènes ne vont pas avoir un impact direct sur nos comportements mais sur les mécanismes biologiques qui sous-tendent à nos comportements.
Les gènes ont un impact sur l’anatomie du cerveau qui a un impact sur les fonction cognitives

Question 17

En quoi consiste la “Phenotype-first approach”?

Answer 17

Approche phénotype vers génotype :

• Des phénotypes de systèmes comportementaux ou neuronaux sont utilisés pour réduire la complexité génétique afin d’identifier les gènes impliqués dans les troubles psychiatriques
• Dans les pathologies psychiatriques, il y a une très grande hétérogénéité clinique et des mécanismes -> étude des sous-composantes cognitives = démembrer le phénotype
• On va réduire la complexité : au lieu de s’intéresser à la maladie, on va regarder les sous-parties de la maladie et les phénotypes associés

Question 18

En quoi consiste la “genotype-first approach”?

Answer 18

Approche génotype vers phénotype :

• Permet d’étudier en détail les mécanismes neuronaux
• Des gènes connus pour être associés à des troubles psychiatriques ou des traits comportements sont utilisés pour découvrir des mécanismes neuronaux médian les associations entre ces gènes et les phénotypes complexes impliqués dans les troubles psychiatriques

Question 19

Qu’est-ce que l’héritabilité? En quoi les maladies psychiatriques sont des maladies hautement héritables?

Answer 19

> Héritabilité : mesure statistique estimant le degré d’influence des facteurs génétiques pour un phénotype donné, dans une population donnée
Les jumeaux identiques - qui partagent 100% du code génétique - ont 1 chance sur 2 de ne pas développer la maladie (soit 1/2 de la développer)

Question 20

En quoi la schizophrénie est une maladie du (neuro)développement?

Answer 20

> La schizophrénie est maintenant considérée comme l’état final de processus de développement anormaux et également de développement neurologique qui commencent des années avant le début de l’expression de la maladie
Atteintes au niveau du développement, notamment neurologique

Question 21

Quelles sont les 2 périodes importantes du développement de la schizophrénie, qui sont 2 périodes importantes dans le développement du cerveau?

Answer 21

1. Vie foetale : développement du cerveau

2. Adolescence : réorganisation du cerveau

Question 22

Que propose le modèle multi-échelle de la schizophrénie?

Answer 22

> Gènes qui sont impliqués dans le développement de la maladie
Disfonctionnement des systèmes dopaminergique et glutamatergique -> Déficits cognitifs
Perturbations du neurodéveloppement -> marginalisation sociale

Question 23

Quelle validité possède l’approche dimensionnelle des troubles psychiatriques? Que permettent les descriptions dimensionnelles? Qu’est-ce que cette approche peut améliorer?

Answer 23

> Une validité biologique : on a des gènes qui sont impliqués dans des troubles cognitifs et neurodéveloppementaux
Un ensemble de gènes va impacter le développement et avoir une expression symptomatique
Les descriptions dimensionnelles permettent de décrire les recouvrements cliniques plus que la description symptomatologique
Cette approche peut améliorer la prise en charge au niveaux pharmaceutique, comportemental et environnemental
=> prises en charge plus globales