Les cinquante membres actuels du CENUM travaillent sur des dizaines de maladies qui toutes résultent de défauts du développement et/ou du fonctionnement du cerveau ou du système nerveux. Bien que ces maladies soient généralement divisées entre la neurologie et la psychiatrie, le CENUM a choisi de ne pas conserver cette distinction. En effet, puisque le neurone est la cellule de base du cerveau et du système nerveux, c’est sur cette cellule, son développement et son fonctionnement que se concentrent les activités de recherche du CENUM. Les sujets de recherche des membres du CENUM se divisent en plusieurs catégories de maladies qui affectent différents aspects du système nerveux.

Épilepsie 

L’épilepsie est un trouble caractérisé par des crises récurrentes affectant le fonctionnement du cerveau et se traduisant par une activité électrique chaotique. On distingue deux types de crises : les absences, qui sont des pertes de conscience de quelques secondes, et les crises tonico-cloniques pendant lesquelles les membres sont saisis de secousses et le corps tremble momentanément. Au Canada, près de 300 000 personnes sont atteintes d'épilepsie et environ 14 000 nouveaux cas sont diagnostiqués à chaque année, dont la moitié sont des enfants de moins de 10 ans. Au cours des dernières années, des mutations responsables de l’épilepsie ont été identifiés dans des gènes jouant un niveau de la transmission électrique entre les neurones. Toutefois, dans de nombreux cas, la cause de l’épilepsie reste inconnue.

Maladies neuro-développementales 

Le cerveau est un des organes les plus complexes du corps humain, il est constitué de milliards de cellules spécialisées appelées neurones. Chacun de ces neurones établis près de dix milles connexions avec les neurones voisins via une structure particulière appelé synapse. L’ensemble des neurones et des synapses forment ainsi un vaste réseau de communication qui couvre tout l’organisme. C’est ce réseau qui permet le contrôle de chacun de nos gestes quotidiens comme la parole ou la marche mais aussi qui fait battre le cœur et régule la température corporelle. Lors du développement embryonnaire, chaque neurone doit rejoindre une destination précise à l’intérieur du cerveau et du système nerveux et établir les bonnes connexions avec les bonnes cellules. Des défauts dans la migration des neurones ou dans l’établissement des connexions seraient à l’origine de nombreuses maladies dites neuro-développementales. Comprendre le développement du cerveau et identifier les défauts associés aux maladies sont deux étapes clés de la recherche en neuromique.

Les cellules souches qui deviendront des neurones doivent prendre plusieurs décisions importantes au cours du développement du cerveau : proliférer ou non, se différencier ou non, établir des connexions ou non. Les mécanismes moléculaires qui contrôlent ces décisions sont à la base du développement normal et, ultimement, du bon fonctionnement du système nerveux. La recherche sur le développement du cerveau a donc pour objectif de comprendre les étapes du développement dans le but compenser pour d’éventuels déficits, qu’ils soient le résultats d’une maladie ou accident.

Tel que mentionné, les maladies neuro-développementales sont des anomalies dans le développement du cerveau causées à la fois par des facteurs génétiques, biologiques et environnementaux. Ce groupe de maladies comprend, entre autres, le trouble déficitaire de l’attention avec hyperactivité, la schizophrénie, le trouble obsessif-compulsif et l’autisme. Les causes précises de ces maladies sont encore très mal connues et la recherche actuelle vise à identifier les gènes à l’origine des troubles neuro-développementaux. Les synapses, qui sont les points de communication entre les neurones, jouent un rôle important dans la formation du cerveau et les gènes synaptiques sont donc particulièrement ciblés par les études en cours. Le projet Synapse to Disease a été mis sur pied dans le but spécifique d’identifier des mutations des gènes synaptiques qui seraient à l’origine des maladies neuro-développementales.

- Autisme
L’autisme est une maladie neurologique touchant les jeunes enfants, généralement avant l’âge de trois ans. Elle affecte environ 20 personnes sur 10 000 et est caractérisée par des troubles de la communication verbale et non verbale, des problèmes d’interactions sociales, des comportements inhabituels et par des activités restreintes. D’une part, la recherche sur l’autisme vise à mieux caractériser les symptômes de la maladie et à comprendre comment elle affecte la cognition. D’autre part, parce qu’il existe une forte composante génétique à cette maladie, un des objectifs est d’identifier les gènes qui seraient responsables de son apparition.

- Retard mental
Le retard mental est une déficience caractérisée par un fonctionnement intellectuel inférieur à la moyenne et par un déficit au niveau de l'apprentissage, de l'autonomie personnelle et de la responsabilité sociale. Les causes du retard mental demeurent inconnues et la recherche vise principalement à identifier les gènes qui en sont responsables. Ces connaissances devraient permettent de mieux comprendre la maladie et de mettre au point des tests diagnostiques. étinites pigmentaires : Étude des mécanismes de différenciation des photorecepteurs et signaux de survie.

- Schizophrénie
La schizophrénie est une maladie psychiatrique caractérisée par de profondes perturbations de la cognition, du comportement et des émotions. La maladie apparait généralement à la fin de l'adolescence ou au début de l'âge adulte et touche jusqu'à 1% de la population. Bien qu’il existe des médicaments permettant de traiter les symptômes de la schizophrénie, ses causes demeurent toujours inconnues. L’existence d’une composante génétique à la schizophrénie a permis d’orienter la recherche vers l’identification des gènes qui en seraient la cause. Les connaissances acquises grâce à ces gènes devraient permettre de mieux comprendre les fondements biologiques de la schizophrénie.

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Maladies neuromusculaires 

Les maladies neuromusculaires affectent les nerfs qui contrôlent les muscles responsables des mouvements volontaires tels que ceux des bras et des jambes. Ce sont les neurones des jonctions neuromusculaires qui sont responsables des contractions musculaires. Lorsque ces neurones sont touchés par la maladie, la communication entre le système nerveux et les muscles est compromise menant ainsi à la maladie. Il en résulte un affaiblissement progressif des muscles et, à plus long terme, ceux-ci cessent totalement de fonctionner. De nombreuses maladies neuromusculaires ayant une origine génétique, la recherche de mutations représente donc une étape importante dans la compréhension de ces maladies. Les maladies neuromusculaires peuvent aussi avoir leur origine dans un désordre du système immunitaire, c’est le cas par exemple de la sclérose en plaques. Comme il n’existe pas de médicament pour la plupart de ces maladies, l'objectif des traitements est donc de soulager les symptômes, d’accroître la mobilité et de prolonger la vie. Les chercheurs du CENUM travaillent à mieux comprendre les maladies neuromusculaires suivantes :

- Sclérose latérale amyotrophique
La sclérose latérale amyotrophique (SLA), aussi connue sous les noms de maladie de Charcot et maladie de Lou-Gehrig, est une maladie neurologique dégénérative apparaissant généralement dans la cinquantaine. Environ 5% des cas sont héréditaires ce qui a permis d’identifier deux gènes, SOD1 et TDP-43, qui sont responsables de la forme la plus courante de SLA. La recherche actuelle se fait à deux niveaux : identifier d’autres gènes et comprendre comment des mutations de SOD1 et de TDP-43 causent la maladie.

- Sclérose en plaques
La sclérose en plaques est une affection du système nerveux central, d’origine immunologique, caractérisée par une perte de la couche de myéline qui entoure les neurones de la substance blanche et qui se manifeste par des plaques de sclérose. Ces plaques sont à leur tour responsable de symptômes tels qu’une baisse de l'acuité visuelle, des problèmes moteurs et des difficultés d'élocution. Les travaux de recherche ont pour objectifs de mieux comprendre comment les systèmes nerveux et immunologiques interagissent pour mener aux symptômes de la sclérose en plaques et d’étudier le rôle joué par la barrière hémato-encéphalique dans les maladies neuro-immunologiques.

- Dystrophie musculaire oculo-pharyngée
La dystrophie musculaire oculo-pharyngée (DMOP) est une maladie musculaire d’origine génétique caractérisée par un abaissement de la paupière supérieure (ptosis) et par des troubles de la déglutition. Cette maladie, qui progresse lentement, se déclare entre l’âge de 40 et 60 ans. La DMOP est causée par une augmentation du nombre de triplet CAG dans le gène PABPN1. La recherche actuellement en cours a pour but de comprendre comment les mutations de PABPN1 affectent le fonctionnement normal des cellules et mènent aux symptômes de la maladie.

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Troubles cérébrovasculaires 

Les maladies cérébrovasculaires, aussi appelées neurovasculaires, résultent d’un mauvais fonctionnement des vaisseaux sanguins qui alimentent le cerveau. Les anévrismes intra-crâniens et les cavernomes sont deux maladies cérébrovasculaires étudiées par l’équipe du Dr Guy A. Rouleau. Comme ces maladies présentent une composante génétique, l’approche utilisée par le Dr Rouleau consiste à identifier les gènes en cause afin de mieux comprendre l’apparition de ces maladies.

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Traumatismes crâniens et spinaux 

Les traumatismes crâniens et spinaux sont des dommages au cerveau et à la moelle épinière qui résultent d’accidents de la route (près de 50 % des cas), d’accidents sportifs, d’accidents de travail, d’accidents domestiques et d’agressions. Les traumatismes les plus communs sont la commotion cérébrale, la contusion cérébrale et le coma profond qui entraînent une altération de l’état de conscience et une perte au niveau des capacités cognitives, sensorimotrices et physiologiques et les lésions de la moelle entrainant des paralysies. La recherche a pour but de mieux comprendre les effets des commotions cérébrales sur les fonctions cognitives, l’attention et la mémoire et à identifier de nouvelles stratégies favorisant la guidance et le re-branchement des neurones de la moelle.

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Troubles de l’apprentissage 

Les troubles d'apprentissage sont des atteintes des processus de perception, de la pensée, de la mémorisation ou de l'apprentissage qui affectent l'acquisition et l'utilisation du langage oral et écrit, de la lecture et de l'écriture de même que des mathématiques, du calcul, du raisonnement logique et de la résolution de problèmes. Les troubles d'apprentissage sont causés par un ensemble de facteurs (génétiques, neurobiologiques, dommage cérébral) et leur manifestations sont très variable d’une personne à l’autre. Ces troubles peuvent aussi être associés à d’autres conditions médicales telles que des troubles attentionnels, des troubles comportementaux et socio-affectifs et à des déficits d'ordre sensoriel. La recherche a pour but de mieux caractériser les déficits observés et à améliorer la compréhension des mécanismes menant aux troubles d’apprentissage. Ces connaissances devraient permettre la mise en place d’interventions précoces favorisant le développement de l’individu.

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Troubles du mouvement 

Les troubles du mouvement sont des affections neurologiques qui affectent la vitesse, la fluidité, la qualité et la facilité des mouvements. Les maladies suivantes font parties des troubles du mouvement :

- Ataxie
L’ataxie, qui se caractérise par des pertes d'équilibre, un manque de coordination et une difficulté à marcher, est le résultat de dommages au cervelet, une région du cerveau qui contrôle les mouvements. Il existe de nombreuses formes d’ataxies : certaines sont héréditaires alors que d’autres sont la conséquence de troubles tels que la sclérose en plaques, une neuropathie ou encore résultent de la présence d’une tumeur au cerveau. La recherche actuelle porte principalement sur l’identification des gènes responsables des formes héréditaires d’ataxie et sur l’étude des mécanismes menant aux symptômes de la maladie.

- Dyskinésie
Les dyskinésies sont des mouvements anormaux, involontaires et incontrôlables affectant la bouche et le visage. La dyskinésie tardive résulte de l'utilisation à long terme de certains médicaments et elle est plus fréquente chez les personnes âgées et les patients traités par neuroleptiques. Plusieurs études ont montré que les dyskinésies sont associées à des anomalies des ganglions de la base et d'autres régions du cerveau. La recherche actuelle utilise la spectroscopie par résonance magnétique pour mesurer les niveaux de choline / créatine afin de déterminer leur rôle dans la maladie. À long terme, le but est de développer des marqueurs biologiques qui permettraient de diagnostiquer les dyskinésies et d’en suivre l’évolution.

- Maladie de Huntington
La maladie de Huntington est une maladie neurodégénérative héréditaire caractérisée par la présence de mouvements involontaires dans plusieurs parties du corps. Elle résulterait de la destruction des cellules du noyau caudé et du putamen, deux régions du cerveau contrôlant les mouvements du corps. En progressant, la maladie affecte aussi la mémoire des événements récents, la prise de décisions et le contrôle des émotions. En essayant de comprendre comment la maladie engendre des problèmes de mouvement, les chercheurs espèrent identifier des pistes de traitement.

- Maladie de Parkinson
La maladie de Parkinson est une maladie neuro-dégénérative atteignant généralement les hommes de plus de 50 ans. Elle se manifeste par des tremblements de repos et par des troubles au niveau du tonus musculaire. Les symptômes de la maladie de Parkinson soulagés par la prise de L-Dopa, un médicament qui perd rapidement son efficacité. Les travaux de recherche ont pour but de mieux comprendre les différents symptômes qui accompagnent la maladie.

- Syndrome d’impatience musculaire de l’éveil (SIME)
Le syndrome d’impatience musculaire de l’éveil (SIME), aussi connu sous le nom de syndrome des jambes sans repos, est une affection neurologique caractérisée par une sensation d’agitation au niveau des membres inférieurs. Ce syndrome s’intensifie à la nuit tombée ou lorsque la personne est au repos. Des études ont permis de montrer que, dans de nombreux cas, les impatiences musculaires possèdent une forte composante héréditaire. Les études actuellement en cours ont pour but de caractériser les symptômes de la maladie et d’identifier le ou les gènes qui en seraient responsables.

- Syndrome Gilles-de-la-Tourette
Le syndrome Gilles-de-la-Tourette, aussi appelé syndrome Tourette, est une affection neurologique complexe caractérisée par la présence de tics moteurs et vocaux qui sont souvent associés à des troubles obsessifs-compulsifs et à des déficits de l’attention. La recherche a pour but caractériser les différents troubles associés au syndrome Tourette afin d’identifier les gènes qui en sont la cause.

- Tremblements
Comme son nom l’indique, le tremblement essentiel est un trouble neurologique caractérisé par des tremblements, principalement au niveau des mains. Les tremblements sont observés lorsque la personne atteinte effectue un mouvement, comme prendre une tasse, mais n’apparaissent pas au repos ou durant le sommeil. Deux gènes, ETM1 et ETM2, ont été associés à la maladie mais n’expliquent pas tous les cas. La recherche a donc pour but d’identifier d’autres gènes et cette recherche est basée sur une meilleure caractérisation des symptômes.

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Tumeurs cérébrales 

Les tumeurs cérébrales résultent d’une division cellulaire incontrôlée survenant dans les cellules et tissus qui forment le cerveau (neurones, tissus lymphatiques, vaisseaux sanguins, nerfs crâniens, méninges) ou être la conséquence de métastases en provenance de d'autres organes. Les tumeurs cérébrales primaires, celles provenant du cerveau lui-même, affectent environ 8 personnes sur 100 000 et l’ensemble des tumeurs cérébrales (tumeurs primaires et métastases) touchent près de 32 personnes sur 100 000. La recherche a pour but de mieux comprendre les facteurs qui favorisent l’apparition des tumeurs cérébrales et à mettre au point de nouvelles stratégies pour freiner leur croissance.

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