Une nouvelle recherche à l’Université du Massachusetts à Amherst se concentre sur la cause fondamentale des effets néfastes sur la santé de la perturbation des rythmes circadiens du corps, qui se produit généralement à cause du décalage horaire et des quarts de travail rotatifs.
La recherche, publiée dans la revue eNeuromontre également que le gène de l’horloge circadienne Cryptochrome 1 (pleurer 1) régule la neurogenèse adulte – la formation continue de neurones dans l’hippocampe du cerveau. La neurogenèse adulte soutient l’apprentissage et la mémoire, et sa perturbation a été liée à la démence et à la maladie mentale.
« La perturbation circadienne a un impact sur beaucoup de choses », explique l’auteur principal Michael Seifu Bahiru, titulaire d’un doctorat. candidat dans le laboratoire d’Eric Bittman, professeur émérite de biologie. « Il existe des liens avec le cancer, le diabète et l’hypertension, ainsi que des effets néfastes sur la neurogenèse. »
La naissance et la survie des cellules dans l’hippocampe adulte sont régulées par une horloge circadienne, de sorte que sa perturbation peut perturber le processus de neurogenèse. Aux États-Unis seulement, quelque 30 millions de personnes connaissent des changements de phase dans leurs rythmes circadiens lorsqu’elles travaillent selon des horaires rotatifs.
Jusqu’à récemment, les chercheurs étaient confrontés à une sorte de question de l’œuf ou de la poule. « Nous nous sommes toujours demandé quelle est réellement la cause profonde des affections dues aux perturbations circadiennes? » dit Bahiru. « Le problème vient-il de l’acte de changement ou du changement lui-même ? »
Bittman explique plus loin : « Il est possible que ce soit simplement le changement du cycle lumineux qui affecte la neurogenèse, que le fait de secouer votre horloge soit mauvais pour vous, par opposition au décalage horaire, qui est le délai qu’il faut pour tous les systèmes dépendant du rythme circadien dans votre corps à s’adapter à ce changement de lumière du jour. »
Leurs découvertes soutiennent l’hypothèse selon laquelle c’est ce désalignement interne, cet état de désynchronisation entre et au sein des organes qui se produit pendant le décalage horaire, qui est responsable de l’impact négatif sur la neurogenèse – et, soupçonnent-ils, d’autres effets néfastes sur la santé dus aux perturbations circadiennes.
Pour tester leur hypothèse, ils ont étudié la naissance et la différenciation cellulaire chez des hamsters syriens porteurs d’une mutation récessive dans le pleurer 1 gène qui accélère l’horloge dans des conditions constantes et accélère considérablement sa capacité à se déplacer en réponse à la lumière. Bittman a nommé la mutation, découverte lors de recherches antérieures, duper. L’équipe de recherche a également testé un groupe témoin de hamsters sans la mutation duper. Les deux ont subi la même séquence de changements dans le cycle lumineux.
Ils ont simulé le décalage horaire sous la forme d’avances de huit heures et de retards à huit intervalles de 16 jours. Un marqueur de naissance cellulaire a été donné au milieu de l’expérience. Les résultats ont montré que le décalage horaire a peu d’effet sur la naissance des cellules mais empêche le destin des cellules du nouveau-né de devenir des neurones. Les dupers sont immunisés contre cet effet des déphasages. « Comme prévu, les animaux duper se sont réentrainés plus rapidement, mais ont également résisté aux effets négatifs du protocole de décalage horaire, alors que le contrôle – les hamsters de type sauvage – avait réduit la neurogenèse », explique Bahiju.
« Les résultats indiquent que le désalignement circadien est critique dans le décalage horaire », conclut l’article.
Le but ultime du laboratoire de Bittman est de faire progresser la compréhension des voies impliquées dans les horloges biologiques humaines, qui pourraient conduire à la prévention ou au traitement des effets du décalage horaire, du travail posté et des troubles du rythme circadien. Cette dernière recherche est une prochaine étape vers cet objectif.
L’équipe va maintenant se tourner vers « une grande question sans réponse », dit Bittman – « si c’est le fonctionnement des horloges circadiennes dans l’hippocampe qui est directement régulé par les changements du cycle lumière/obscurité, ou si la neurogenèse est contrôlée par des horloges biologiques fonctionnant dans des cellules ailleurs dans le corps. »
Une autre possibilité, qui, selon Bittman, est plus probable, est que le stimulateur cardiaque principal dans le noyau suprachiasmatique de l’hypothalamus dans le cerveau détecte le décalage de la lumière, puis le relaie à la population de cellules souches qui doit se diviser et se différencier dans l’hippocampe.
