Des chercheurs de la faculté de médecine de l’Université de Pittsburgh, aux États-Unis, présentent la première preuve de cycles de 12 heures d’activité génique dans le cerveau humain. Publication dans la revue en libre accès PLOS Biologie le 24 janvier, l’étude menée par Madeline R. Scott révèle également que certains de ces rythmes de 12 heures sont absents ou altérés dans le cerveau post-mortem des patients atteints de schizophrénie.
Les patients atteints de schizophrénie sont connus pour avoir des perturbations dans plusieurs types de rythmes corporels de 24 heures, y compris les cycles sommeil/éveil, les niveaux d’hormones et l’activité des gènes dans le cortex préfrontal du cerveau. Cependant, pratiquement rien n’est connu sur l’activité des gènes dans le cerveau – sain ou non – pour des cycles plus courts que le rythme circadien habituel de 24 heures.
Étant donné que les niveaux de transcription des gènes ne peuvent pas être mesurés dans les cerveaux vivants, la nouvelle étude a utilisé une analyse du moment de la mort pour rechercher des rythmes de 12 heures dans l’activité des gènes dans les cerveaux post-mortem. Ils se sont concentrés sur le cortex préfrontal dorsolatéral car cette région du cerveau est associée à des symptômes cognitifs et à d’autres anomalies des rythmes d’expression des gènes qui ont été observés dans la schizophrénie.
Les chercheurs ont trouvé de nombreux gènes dans le cortex préfrontal dorsolatéral normal qui ont des rythmes d’activité de 12 heures. Parmi eux, les niveaux d’activité des gènes liés à la construction de connexions entre les neurones culminaient l’après-midi/la nuit, tandis que ceux liés à la fonction mitochondriale (et donc à l’approvisionnement en énergie cellulaire) culminaient le matin/le soir.
En revanche, les cerveaux post-mortem de patients atteints de schizophrénie contenaient moins de gènes avec des cycles d’activité de 12 heures, et ceux liés aux connexions neuronales étaient totalement absents. De plus, bien que les gènes liés aux mitochondries aient maintenu un rythme de 12 heures, leur activité n’a pas culminé aux heures normales. La question de savoir si ces rythmes anormaux sous-tendent les anomalies comportementales dans la schizophrénie ou si elles résultent de médicaments, de la consommation de nicotine ou de troubles du sommeil devrait être examinée dans de futures études.
La coauteure Colleen A. McClung ajoute : « Nous constatons que le cerveau humain a non seulement des rythmes circadiens (24 heures) dans l’expression des gènes, mais aussi des rythmes sur 12 heures dans un certain nombre de gènes qui sont importants pour la fonction cellulaire et la maintenance neuronale. les rythmes d’expression des gènes sont perdus chez les personnes atteintes de schizophrénie, et il y a un changement dramatique dans le rythme des rythmes dans les transcriptions liées aux mitochondries, ce qui pourrait conduire à une fonction mitochondriale sous-optimale aux moments de la journée où l’énergie cellulaire est le plus nécessaire.
