Un traumatisme précoce entraîne des modifications des métabolites sanguins, selon une étude

Revue par Emily Henderson, B.Sc.15 octobre 2020

Une étude menée par le Brain Research Institute de l'UZH révèle que les traumatismes précoces entraînent des modifications des métabolites sanguins – de la même manière chez les souris et les humains. Des expériences avec des souris ont montré que ces effets potentiellement nocifs sur la santé sont également transmis à la génération suivante. Les chercheurs ont identifié un mécanisme biologique par lequel les expériences traumatiques s'intègrent dans les cellules germinales.

Les personnes qui vivent des expériences traumatisantes dans l'enfance souffrent souvent de conséquences durables qui affectent leur santé mentale et physique. Mais de plus, leurs enfants et petits-enfants peuvent également être touchés. Dans cette forme particulière d'hérédité, les spermatozoïdes et les ovules transmettent des informations à la progéniture non pas via leur séquence d'ADN comme l'hérédité génétique classique, mais plutôt via des facteurs biologiques impliquant l'épigénome qui régule l'activité du génome. Cependant, la grande question est de savoir comment les signaux déclenchés par des événements traumatiques s'intègrent dans les cellules germinales.

«Notre hypothèse était que les facteurs circulants dans le sang jouent un rôle», explique Isabelle Mansuy, professeur de neuroépigénétique à l'Institut de recherche sur le cerveau de l'Université de Zurich et à l'Institut de neurosciences de l'ETH Zurich. Mansuy et son équipe ont démontré que les traumatismes de l'enfance ont une influence à vie sur la composition sanguine et que ces changements sont également transmis à la génération suivante. « Ces résultats sont extrêmement importants pour la médecine, car c'est la première fois qu'un lien entre un traumatisme précoce et des troubles métaboliques chez les descendants est caractérisé », explique Mansuy.

Le stress traumatique entraîne des changements métaboliques à travers les générations

Dans son étude, Mansuy a utilisé un modèle de souris pour un traumatisme précoce qui avait été développé dans son laboratoire. Le modèle est utilisé pour étudier comment les effets des traumatismes au début de la vie postnatale sur les souris mâles sont transmis à leur progéniture. Pour déterminer si ces premières expériences ont un impact sur la composition sanguine, les chercheurs ont effectué plusieurs analyses et ont trouvé des différences importantes et significatives entre le sang d'animaux traumatisés adultes et le sang d'un groupe témoin normal et non traumatisé.

Les modifications du métabolisme des lipides ont été particulièrement frappantes, certains métabolites d'acides gras polyinsaturés apparaissant à des concentrations plus élevées dans le sang de souris mâles traumatisées. Ces mêmes changements ont également été observés chez leur progéniture. De manière encore plus frappante, lorsque le sérum d'hommes traumatisés a été injecté de manière chronique à des hommes non traumatisés, leur progéniture a également développé des symptômes métaboliques de traumatisme – fournissant un lien direct entre les facteurs circulants et les cellules germinales, confirmant ainsi l'hypothèse que le sang délivre des signaux de stress au gamètes.

Comparaison avec des enfants traumatisés

Les chercheurs ont ensuite cherché à savoir si des effets similaires étaient présents chez l'homme. Pour cela, ils ont réuni une cohorte de 25 enfants d'un village d'enfants SOS au Pakistan qui ont perdu leur père et ont été séparés de leur mère, et ont analysé leur sang et leur salive. Par rapport aux enfants de familles normales, les orphelins ont montré un niveau plus élevé de plusieurs métabolites lipidiques – tout comme les souris traumatisées.

Les expériences traumatiques de ces enfants sont comparables à celles de notre modèle murin et leur métabolisme montre des changements similaires dans le sang. Cela démontre l'importance de la recherche animale pour nous fournir des informations fondamentales sur la santé humaine. « 

Isabelle Mansuy, Professeur de neuroépigénétique, Institut de recherche sur le cerveau de l'Université de Zurich et Institut de neurosciences de l'ETH Zurich

Jusqu'à un quart des enfants dans le monde sont victimes de violence, d'abus et de négligence, qui peuvent entraîner des maladies chroniques plus tard dans leur vie, ce qui souligne l'importance de la recherche de Mansuy.

Le récepteur interfère avec les gamètes

D'autres expériences ont conduit l'équipe à découvrir un mécanisme moléculaire par lequel les métabolites lipidiques peuvent transmettre des signaux aux cellules germinales des animaux. PPAR, un récepteur à la surface des cellules, joue un rôle clé dans ce processus; il est activé par les acides gras et régule l'expression des gènes et la structure de l'ADN dans de nombreux tissus. Les chercheurs ont découvert que ce récepteur est régulé à la hausse dans le sperme de mâles traumatisés.

L'activation artificielle de ce récepteur chez les souris mâles a entraîné une baisse du poids corporel et des perturbations du métabolisme du glucose – un effet qui a également été observé chez leur progéniture et leur grand-progéniture. Ces expériences et d'autres ont conduit les chercheurs à conclure que l'activation de PPAR dans les spermatozoïdes joue un rôle important dans l'héritabilité des dysfonctionnements métaboliques causés par des expériences traumatiques chez les ancêtres.

Le traumatisme nuit à la santé de la progéniture

«Nos résultats démontrent que les traumatismes précoces influencent à la fois la santé mentale et physique à l'âge adulte et à travers les générations, ce qui peut être vu dans des facteurs comme le métabolisme des lipides et les niveaux de glucose», dit Mansuy. « Ceci est rarement pris en considération dans les milieux cliniques. » Améliorer la compréhension des processus biologiques sous-jacents pourrait aider les médecins à prévenir les conséquences tardives d'expériences de vie défavorables chez leurs patients à l'avenir.