Dans une nouvelle étude publiée dans Communications de la naturedes chercheurs du Linda Crnic Institute for Down (Institut CRNIC) de l’Université du Colorado Anschutz ont découvert d’importantes différences dans les changements physiologiques observés chez plus de 300 personnes atteintes du syndrome de Down tout au long de la durée de vie.
L’étude fait partie du projet de trisome humain en cours, une grande étude de cohorte détaillée des personnes atteintes du syndrome de Down, y compris l’annotation profonde des données cliniques, les ensembles de données multi-omiques et la plus grande biobanque pour l’étude de cette condition à ce jour.
L’équipe de l’Institut CRNIC a analysé des centaines d’échantillons de sang pour identifier les différences physiologiques entre les participants à la recherche atteintes du syndrome de Down par rapport aux participants témoins sans syndrome de Down à différentes étapes de la vie.
Ils ont observé que la triplication du chromosome 21, ou la trisomie 21, la condition génétique qui provoque le syndrome de Down, conduit à des effets spécifiques à l’âge pendant l’enfance, l’adolescence et divers stades de la vie adulte. Ils ont identifié des processus biologiques clés qui sont systématiquement dérégulés à tous les âges ainsi que ceux qui ne sont dérégulés que pendant des tranches d’âge spécifiques.
« Ces résultats révèlent pour la première fois que la Trisomy 21 change la biologie humaine de manière unique en tant que personnes atteintes du syndrome de Down grandir», a déclaré Joaquín Espinosa, Ph.D., directeur exécutif de l’Institut CRNIC, professeur de pharmacologie, chercheur principal du projet Trisome humain, et l’un des auteurs principaux du document.
« Alors que certains effets du chromosome supplémentaire sont observés tout au long de la vie, comme l’immuno-hyperactivité et le métabolisme de l’oxygène dérégulé, d’autres effets ne se produisent que chez les enfants ou uniquement chez les adultes. »
« L’ampleur de ces changements spécifiques à l’âge est remarquable », a expliqué Neetha Paul Eduthan, MS, l’un des principaux auteurs de l’article.
« Lors de l’examen des gènes, des protéines, des métabolites et des types de cellules immunitaires affectés par la trisomie 21 chez les enfants par rapport aux adultes, les changements qui sont uniques à un groupe d’âge sont toujours plus nombreux que ceux qui sont conservés tout au long de la durée de vie. »
Pour mettre ces observations en perspective, l’équipe a également analysé les effets temporels des chromosomes sexuels, ou caryotype sexuel, défini comme XX pour les femmes et XY pour les hommes.
« Cette analyse a révélé les impacts profonds de la puberté sur la biologie humaine », a expliqué Micah Donovan, Ph.D., instructeur de pharmacologie et co-auteur de l’étude.
« Les différences moléculaires entre les jeunes garçons et les filles sont négligeables au cours de la première décennie de la vie, mais avec l’apparition de la puberté et de l’activation des gonades, de vastes changements biologiques sont observés à travers les sexes, y compris des différences importantes dans l’expression des gènes, le métabolisme et la fonction immunitaire. »
L’équipe d’étude a également utilisé des approches de calcul avancées pour élucider comment la biologie humaine passe de la petite enfance à la vie adulte tardive, et comment ces changements temporels sont affectés par la trisomie 21.
« Nous avons identifié huit trajectoires temporelles majeures pour l’expression des gènes, les niveaux de protéines, les niveaux de métabolites et les fréquences des cellules immunitaires dans la circulation sanguine », a déclaré Matthew Galbraith, Ph.D., professeur de recherche associé de pharmacologie, directeur du programme des sciences de données à l’Institut CRNIC et l’un des auteurs principaux du document.
« Le vieillissement biologique n’est pas un processus linéaire, et nos analyses fournissent une vision sans précédent des trajectoires de développement de plus de 20 000 points de données biologiques des bébés de 6 mois aux sexgénaires. »
L’équipe d’étude de l’Institut CRNIC a déjà lancé plusieurs études de suivi, notamment de nouvelles recherches sur la croissance musculo-squelettique altérée et une caractéristique accélérée du vieillissement immunitaire du syndrome de Down.
« Il s’agit d’une autre percée importante de nos scientifiques de l’Institut CRNIC qui, nous espérons, conduira à des médicaments plus personnalisés et à des traitements efficaces pour les personnes atteintes du syndrome de Down à différents âges », a déclaré Michelle Sie Whitten, présidente et chef de la direction de Global Down Syndrome Foundation (Global), partenaire et organisation d’affiliation de l’Institut CRNIC.
«En tant que mère d’un brillant de 22 ans atteint du syndrome de Down, je suis impatient de comprendre comment ces nouvelles connaissances peuvent allonger la vie et améliorer la santé de millions de personnes atteintes du syndrome de Down à travers le monde.
« Nous sommes fiers que le travail de plaidoyer de Global avec le Congrès et avec les National Institutes of Health (NIH) ait conduit à la création de l’initiative de financement du syndrome de Trans-NIH, le projet inclué, qui souscrit cette et de nombreuses autres études révolutionnaires et essais cliniques. »
