Les troubles dépressifs sont parmi les maladies les plus fréquentes dans le monde. Les causes sont complexes et à ce jour seulement partiellement comprises. L’oligo-élément lithium semble jouer un rôle. En utilisant des neutrons de la source de neutrons de recherche à l’Université technique de Munich (TUM), une équipe de recherche a maintenant prouvé que la distribution du lithium dans le cerveau des personnes dépressives est différente de la distribution trouvée chez les humains en bonne santé.
Le lithium est familier à beaucoup d’entre nous grâce aux batteries rechargeables. La plupart des gens ingèrent quotidiennement du lithium dans l’eau potable. Des études internationales ont montré qu’une teneur plus élevée en lithium naturel dans l’eau potable coïncide avec un taux de suicide plus faible parmi la population.
À des concentrations beaucoup plus élevées, les sels de lithium sont utilisés depuis des décennies pour traiter la manie et les troubles dépressifs. Cependant, le rôle exact du lithium dans le cerveau est encore inconnu.
Des physiciens et des neuropathologistes de l’Université technique de Munich ont rejoint des experts en médecine légale de l’Université Ludwig-Maximilian de Munich (LMU) et une équipe d’experts de la Research Neutron Source Heinz Maier-Leibnitz (FRM II) pour développer une méthode qui peut être utilisée pour déterminer précisément la distribution du lithium dans le cerveau humain. L’équipe espère être en mesure de tirer des conclusions pour la thérapie ainsi que d’acquérir une meilleure compréhension des processus physiologiques impliqués dans la dépression.
Les neutrons détectent la moindre trace de lithium
Les scientifiques ont étudié le cerveau d’un patient suicidaire et l’ont comparé à deux personnes témoins. L’enquête s’est concentrée sur le rapport entre la concentration de lithium dans la matière blanche du cerveau et la concentration dans la matière grise du cerveau.
Afin de déterminer où la quantité de lithium est présente dans le cerveau, les chercheurs ont analysé 150 échantillons de diverses régions du cerveau – par exemple les régions qui sont vraisemblablement responsables du traitement des sentiments. À l’instrument d’analyse d’activation des rayons gamma (PGAA) FRM II Prompt, les chercheurs ont irradié des sections de cerveau minces avec des neutrons.
Un isotope du lithium est particulièrement efficace pour capturer les neutrons; il se désintègre ensuite en un atome d’hélium et un atome de tritium. «
Dr Roman Gernhäuser, Laboratoire central de technologie, Département de physique, Université technique de Munich
Les deux produits de désintégration sont capturés par des détecteurs devant et derrière l’échantillon et fournissent ainsi des informations sur l’emplacement exact du lithium dans la section cérébrale.
Étant donné que la concentration de lithium dans le cerveau est généralement très faible, elle est également très difficile à déterminer. «Jusqu’à présent, il n’était pas possible de détecter d’aussi petites traces de lithium dans le cerveau d’une manière spatialement résolue», explique le Dr Jutta Schöpfer de l’Institut de médecine légale LMU de Munich. « Un aspect particulier de l’enquête utilisant des neutrons est que nos échantillons ne sont pas détruits. Cela signifie que nous pouvons les examiner à plusieurs reprises sur une plus longue période », souligne Gernhäuser.
Différence significative entre les patients dépressifs et les personnes en bonne santé
«Nous avons vu qu’il y avait beaucoup plus de lithium présent dans la substance blanche de la personne saine que dans la substance grise. En revanche, le patient suicidaire avait une distribution équilibrée, sans différence systématique mesurable», résume le Dr Roman Gernhäuser.
«Nos résultats sont assez révolutionnaires, car nous avons pu pour la première fois vérifier la distribution du lithium dans des conditions physiologiques», se réjouit Schöpfer. « Puisque nous avons pu déterminer des traces de cet élément dans le cerveau sans administrer au préalable de médicaments et parce que la distribution est si clairement différente, nous supposons que le lithium a en effet une fonction importante dans le corps. »
Juste un début
« Bien sûr, le fait que nous n’ayons pu enquêter que sur des sections cérébrales de trois personnes ne marque qu’un début », admet Gernhäuser. « Cependant, dans chaque cas, nous avons pu étudier de nombreuses régions cérébrales différentes qui ont confirmé le comportement systématique. »
«Nous pourrions en savoir beaucoup plus avec plus de patients, dont les histoires de vie seraient également mieux connues», déclare Gernhäuser, ajoutant qu’il serait alors également possible de répondre à la question de savoir si la distribution divergente du lithium chez les personnes dépressives est une cause ou un résultat de la maladie.
Les travaux de recherche ont été financés par la Fondation allemande pour la recherche (Deutsche Forschungsgemeinschaft; DFG). Des scientifiques de l’Institut de médecine légale de l’Université Ludwig Maximilian de Munich ainsi que de l’Institut de pathologie TUM et du Département de physique de TUM ont participé à la recherche.
La source de neutrons de recherche Heinz Maier-Leibnitz (FRM II) fournit des neutrons et des positons pour la recherche, l’industrie et la médecine. Fonctionnant comme une installation utilisateur pouvant accueillir jusqu’à 1 200 scientifiques invités par an, le Heinz Maier-Leibnitz Zentrum (MLZ) offre une suite unique d’instruments de diffusion de neutrons et de positons à haute performance.
Le MLZ est une coopération de l’Université technique de Munich, du Forschungszentrum Jülich et du Helmholtz-Zentrum. Il est financé par le ministère fédéral allemand de l’éducation et de la recherche, en collaboration avec le ministère bavarois des sciences et des arts et les partenaires de la coopération.
La source:
Université technique de Munich (TUM)
Référence du journal:
Schoepfer, J., et al. (2021) Mesure sensible à la position de traces de lithium dans le cerveau avec NIK (méthode de coïncidence induite par les neutrons) dans le suicide. Rapports scientifiques. est ce que je.
