Les médecins ont longtemps observé un phénomène mystifiant: après une infection ou une maladie auto-immune, certaines personnes éprouvent des sautes d'humeur prolongées, une dérégulation émotionnelle et des changements de comportement. Mais le lien précis entre l'inflammation, l'humeur et le comportement est resté insaisissable.
Maintenant, deux nouvelles études de la Harvard Medical School et du Massachusetts Institute of Technology, publié le 7 avril Celluledétaillez les étapes d'une diaphonie complexe immune cérébrale qui explique cette observation longue mais mal comprise.
Les travaux, menés à la souris et financés en partie par les National Institutes of Health, identifient les racines moléculaires du phénomène et montre comment les molécules immunitaires appelées cytokines influencent l'activité cérébrale.
Les scientifiques savaient déjà que les cytokines affectent les émotions et la fonction cérébrale, mais comment et où dans le cerveau cela se produit jusqu'à présent, il est resté clair. La nouvelle recherche correspond à un réseau de cytokines signale qui interagit avec des cellules cérébrales spécifiques pour réguler l'humeur, l'anxiété et le comportement social.
S'ils sont confirmés dans d'autres études chez les animaux et les personnes, ces résultats pourraient conduire à de nouvelles thérapies pour les troubles de l'autisme et de l'anxiété. Ces traitements fonctionneraient indirectement en modifiant les produits chimiques immunitaires pour calmer le système immunitaire plutôt qu'en agissant directement sur le cerveau comme le font les médicaments psychiatriques traditionnels. Ces médicaments doivent traverser la barrière hémato-encéphalique protectrice pour changer directement la chimie du cerveau, tandis que les nouvelles approches pourraient fonctionner en ajustant les signaux immunitaires de l'extérieur du cerveau.
Identifiant où et comment les récepteurs des cytokines fonctionnent dans le cerveau, nous avons commencé à démêler la relation complexe entre les systèmes nerveux et immunitaire dans l'effet de cette diaphonie complexe sur l'humeur et le comportement. Nous espérons que ces idées pourraient éventuellement conduire à de nouveaux traitements pour des conditions telles que l'autisme et les troubles de l'anxiété. «
Jun Huh, professeur agrégé d'immunologie au Blavatnik Institute de HMS et auteur co-ennior sur les deux études
Les molécules immunitaires modifient la réponse dans le « centre de peur » du cerveau du cerveau
Dans une étude, les chercheurs ont constaté que les cytokines agissent comme des messagers cérébraux pour réguler l'anxiété en ciblant des neurones spécifiques dans le centre de peur du cerveau, une zone appelée amygdale, impliquée dans le traitement des émotions telles que la peur et le stress.
Des expériences chez la souris ont montré que deux cytokines, IL-17A et IL-17C, augmentaient l'activité dans l'amygdale. Lorsque les niveaux de ces molécules ont augmenté, les souris ont présenté des augmentations correspondantes des comportements anxiété, comme éviter les espaces ouverts et réduire l'exploration.
Étonnamment, le blocage du récepteur des cytokines IL-17A a déclenché une augmentation des niveaux d'IL-17A et d'IL-17C, amplifiant l'activité amygdalaire et aggravant les comportements d'anxiété. À l'inverse, une cytokine anti-inflammatoire, IL-10, a eu l'effet inverse, apaisant les neurones de l'amygdale et réduisant l'anxiété. Ces résultats suggèrent que les signaux axés sur l'inflammation et anti-inflammatoires interagissent directement avec les cellules cérébrales pour façonner l'humeur et le comportement.
Molécules immunitaires
Dans l'autre étude, les chercheurs ont découvert que certaines cytokines – IL-17A, IL-17B, IL-17E et IL-17F – améliorent le comportement social chez la souris avec des traits de type autistique. Normalement, ces souris montrent une réduction de l'intérêt social, mais lorsqu'on leur donne ces cytokines, ils sont devenus plus engagés avec d'autres souris et ont affiché moins de comportements répétitifs.
L'IL-17E est devenue un acteur clé, se liant à des récepteurs cérébraux spécifiques pour promouvoir l'interaction sociale. Chez les souris affichant des comportements de type autisme, la cytokine IL-17A a semblé augmenter les niveaux d'IL-17E et ainsi améliorer indirectement le comportement social. Dans une tournure surprenante, l'équipe a également découvert que l'IL-17E est produit par des neurones dans le cerveau lui-même, remettant en question les hypothèses précédentes et ouvrant de nouvelles avenues pour la recherche.
Étant donné que l'IL-17E est fabriqué par des neurones eux-mêmes et capables de modifier directement leur activité, ont déclaré les chercheurs, il peut fonctionner comme un neuromodulateur, similaire à deux autres produits chimiques cérébraux – sérotonine et dopamine. La sérotonine est connue sous le nom de neurotransmetteur « de bien-être » et est liée à la relaxation, tandis que la dopamine joue un rôle dans la motivation et le plaisir. Cela pourrait aider à expliquer les résultats des recherches antérieures par la même équipe montrant que l'inflammation induite par la fièvre pourrait atténuer certains symptômes observés chez certains enfants autistes.
Ensemble, les résultats des deux études soulignent la diaphonie complexe et puissante entre le cerveau et le système immunitaire, a noté l'équipe de recherche.
« D'une manière générale, nos résultats mettent en évidence le rôle important de la signalisation immunitaire dans la façonnage des humeurs et des comportements en agissant sur des voies cérébrales spécifiques », a déclaré l'auteur co-senor Gloria Choi, professeur agrégé au Picower Institute for Learning and Memory et le Département des sciences du cerveau et des sciences cognitives du MIT.
Questions sans réponse et étapes suivantes
Les résultats des deux nouvelles études marquent un pas en avant significatif dans la compréhension de la diaphonie immunitaire du cerveau, mais des questions clés demeurent. Plus particulièrement, si et comment ces mécanismes s'appliquent aux humains.
Une autre inconnue persistante: comment les cytokines traversent-elles la barrière hémato-encéphalique, qui protège généralement le cerveau des substances nocives dans la circulation sanguine? Une théorie est que l'inflammation chronique affaiblit cette barrière, ce qui la rend plus perméable – un domaine mûr pour de nouvelles recherches.
Si les chercheurs peuvent modifier les cytokines pour réguler l'humeur et le comportement social, l'approche pourrait offrir une alternative de traitement attrayante pour les troubles anxieux et les conditions liées à l'autisme.
