Effets du stress chronique associé à une signalisation inflammatoire accrue dans les circuits cérébraux

L'anxiété et la dépression sont considérablement accrues pendant les périodes de grand stress comme la pandémie de COVID-19. Malheureusement, le stress psychosocial est un facteur majeur contribuant à l'anxiété et à la dépression. Il existe des preuves que le stress est associé à une augmentation de l'inflammation – augmentation des cytokines inflammatoires, des monocytes circulants et de l'activation microgliale, qui sont détectées chez les patients souffrant de troubles anxieux et de l'humeur.

Le stress chronique est depuis longtemps associé à la pathogenèse de troubles psychologiques tels que la dépression et l'anxiété. Des études récentes ont montré que le stress chronique peut provoquer une neuroinflammation: activation des cellules immunitaires résidentes dans le cerveau, la microglie, pour produire des cytokines inflammatoires. De nombreuses études ont impliqué la cytokine inflammatoire, l'interleukine-1 (IL-1), un maître régulateur du recrutement et de l'activité des cellules immunitaires dans le cerveau, en tant que médiateur clé de la psychopathologie. Cependant, la façon dont l'IL-1 perturbe les circuits neuronaux pour causer des problèmes comportementaux et émotionnels observés dans les troubles psychologiques n'a pas été déterminée.

Une étude révolutionnaire menée par des neuroscientifiques de la Florida Atlantic University et de l'Ohio State University, publiée dans la revue Psychiatrie moléculaire, est le premier à identifier un rôle du récepteur neuronal de l'IL-1 (nIL-1R) dans les troubles psychologiques. Les chercheurs démontrent que nIL-1R chevauche l'intersection entre le stress social, l'inflammation et l'anxiété dans les modèles de stress des rongeurs.

L'étude montre pour la première fois que les IL-1R neuronales dans l'hippocampe, une structure cérébrale liée à l'apprentissage et à la mémoire, sont nécessaires et suffisantes pour médier certains des déficits comportementaux causés par le stress chronique, pointant vers un mécanisme neuro-immunitaire critique pour l'étiologie de ces types de troubles. Les résultats de l'étude améliorent la compréhension de la signalisation IL-1R dans les réponses physiologiques et comportementales au stress et suggèrent également qu'il pourrait être possible de développer de meilleurs médicaments pour traiter les conséquences du stress chronique en limitant la signalisation inflammatoire non seulement de manière générale, ce qui peut ne pas être bénéfique à long terme, mais pour des circuits cérébraux spécifiques.

Nous avons créé et validé un modèle génétique de souris unique pour restreindre l'expression d'IL-1R1 à différents types de cellules afin de visualiser et de contrôler les IL-1R. Nous avons démontré que le stress social chronique a provoqué chez les souris un retrait social et des déficits de mémoire. Ces changements pourraient être évités si l'IL-1R1 neuronal était supprimé et restauré si l'IL-1R1 ne pouvait s'exprimer que sur les neurones hippocampiques. « 

Ning Quan, Ph.D., auteur principal, professeur de sciences biomédicales au Schmidt College of Medicine de la FAU, et membre du FAU Brain Institute (I-BRAIN)

Pour l'étude, les chercheurs ont voulu déterminer le degré auquel IL-1 agit directement sur les neurones hippocampiques pour influencer les changements cognitifs et d'humeur avec le stress. Pour définir la réponse neuronale médiée par IL-1R, ils ont utilisé des lignées transgéniques / rapporteuses IL-1R nouvelles et complètes dans lesquelles on peut supprimer sélectivement IL-1R ou restaurer IL-1R sur des types de cellules spécifiques, y compris les neurones glutamatergiques. Ils ont également utilisé des virus modifiés pour manipuler les neurones hippocampiques et étudier le rôle de l'IL-1R dans la stimulation des réponses comportementales au stress. Leurs données montrent que la signalisation de l'IL-1R induite par la défaite sociale dans les neurones hippocampiques a perpétué l'inflammation et favorisé les déficits d'interaction sociale et de mémoire de travail.

L'équipe de recherche a précédemment expliqué comment le stress psychosocial entraîne une activation immunitaire périphérique, une augmentation des niveaux de monocytes circulants et des réponses neuro-immunologiques robustes dans le cerveau. Ces réponses comprennent des augmentations de l'IL-1 et d'autres cytokines inflammatoires, l'activation des cellules gliales cérébrales et les mouvements des cellules immunitaires périphériques vers le cerveau, ainsi qu'une activité accrue de voies neuronales spécifiques. Les travaux montrent clairement que les effets inflammatoires du stress ne sont pas seulement des effets globaux, mais sont associés à une signalisation accrue de l'IL-1 dans des circuits cérébraux spécifiques.

Selon l'Anxiety and Depression Association of America, près de 40 millions de personnes aux États-Unis (18%) souffrent d'un trouble anxieux au cours d'une année donnée. À l'échelle mondiale, l'Organisation mondiale de la santé (OMS) note qu'une personne sur 13 souffre d'anxiété. Les troubles anxieux sont les troubles mentaux les plus courants dans le monde, la phobie spécifique, le trouble dépressif majeur et la phobie sociale étant les troubles anxieux les plus courants.

« Nous subissons des niveaux de stress sans précédent qui auront probablement des effets durables sur des millions de personnes de tous âges à travers le monde. Lorsque le stress psychosocial devient chronique, les effets ne sont pas seulement débilitants émotionnellement, ils sont également débilitants physiquement et peuvent conduire à l'hypertension artérielle, les maladies cardiaques et même un comportement addictif « , a déclaré Randy Blakely, Ph.D., directeur exécutif de I-BRAIN de FAU. « Les résultats de cette étude de pointe aideront les scientifiques et les cliniciens à développer des traitements et des thérapies plus adaptés aux personnes aux prises avec l'anxiété, la dépression et d'autres troubles psychologiques. »