350. GENETIQUE & NEUROSCIENCES & PSYCHOLOGIE

Stress Prénatal : Les hormones du stress prénatal altèrent le développement du cerveau

Résumé : Des facteurs environnementaux comme le stress et l’exposition aux médicaments pendant la grossesse peuvent influencer le développement du cerveau, mais les mécanismes restent flous. Les chercheurs ont utilisé des organoïdes cérébraux pour étudier les effets des glucocorticoïdes synthétiques, couramment administrés pour prévenir les complications des naissances prématurées.

Ils ont découvert qu’une exposition prolongée entraînait un changement dans les types de neurones, augmentant le nombre de neurones inhibiteurs et diminuant le nombre de neurones excitateurs. Ce déséquilibre, précédemment lié à des troubles psychiatriques dans des études génétiques, résulte désormais d’une exposition environnementale.

Faits essentiels :

• Changement de type de neurone : l’exposition aux glucocorticoïdes synthétiques a augmenté les neurones inhibiteurs et diminué les neurones excitateurs dans les organoïdes cérébraux en développement.
• Sensibilité prénatale : l’étude suggère que le cerveau du fœtus est très sensible aux influences environnementales, y compris aux médicaments administrés pendant la grossesse.
• Conséquences sur les risques de maladie : Bien que les déséquilibres neuronaux aient été liés aux troubles psychiatriques, on ne sait pas si ces changements augmentent la vulnérabilité ou la résilience.

Source : Institut Max Planck

Infections, produits chimiques, stress : ces facteurs environnementaux influencent le risque de développer des troubles psychiatriques ou neurologiques, surtout s’ils surviennent avant la naissance. Les mécanismes biologiques à l’origine de ce phénomène ne sont pas encore totalement élucidés.

Des chercheurs ont étudié l’impact des glucocorticoïdes, un type d’hormone stéroïde, sur les premiers stades du développement du cerveau. Ils ont constaté un changement dans les types de neurones, montrant que le cerveau en développement est plus sensible aux influences extérieures qu’on ne le pensait auparavant.

Bien qu'un déséquilibre dans les types de neurones ait été associé à des troubles psychiatriques et neurologiques d'un point de vue génétique, il s'agit de la première étude à montrer le même impact de l'exposition environnementale. Crédit : Neuroscience News

Les glucocorticoïdes font partie de la réponse naturelle du corps au stress et sont essentiels au développement normal du fœtus.

Ainsi, s’il existe un risque d’accouchement prématuré, des glucocorticoïdes synthétiques sont souvent prescrits pendant la grossesse pour favoriser le développement des poumons. En fait, en 2020, dix pour cent de toutes les naissances (soit 13 millions de nouveau-nés) étaient prématurées, ce qui fait des glucocorticoïdes un médicament largement utilisé dans le monde.

Dans une étude récemment publiée, Leander Dony et ses collègues de l'Institut Max Planck de psychiatrie de Munich, dirigé par Elisabeth Binder, ont utilisé des organoïdes cérébraux pour tester les effets des glucocorticoïdes synthétiques sur le développement du cerveau.

Les organoïdes cérébraux sont des modèles de cerveau en développement dérivés de cellules souches humaines et mûrissant dans une boîte de Petri. Dans cette étude, les organoïdes ont été exposés à des glucocorticoïdes synthétiques pendant une période prolongée, simulant une exposition excessive au début de la grossesse.

Les organoïdes exposés ont ensuite été comparés à des organoïdes témoins non exposés, considérés comme suivant un chemin de développement cérébral normal.

Changement observé dans les types de neurones

La principale découverte des chercheurs a été un changement dans la distribution des types de neurones : dans les organoïdes exposés, il y avait une proportion plus élevée de neurones inhibiteurs et une proportion plus faible de neurones excitateurs que dans les organoïdes non exposés.

Les neurones excitateurs provoquent l'activation des neurones suivants, transmettant ainsi un signal, tandis que les neurones inhibiteurs réduisent la probabilité que le neurone suivant s'active, ralentissant ainsi le signal.

« Ces résultats nous montrent que le cerveau humain est très malléable et sensible aux influences extérieures durant les premiers stades de son développement, encore plus que nous le pensions auparavant », partage Dony.

Bien qu’un déséquilibre dans les types de neurones ait été lié à des troubles psychiatriques et neurologiques d’un point de vue génétique, il s’agit de la première étude à montrer le même impact de l’exposition environnementale.

Des recherches supplémentaires sont nécessaires pour comprendre ce que les résultats de cette étude signifient pour le risque de maladie :

« Nous observons une augmentation du nombre de neurones inhibiteurs, mais les résultats de notre étude ne nous montrent pas si cela signifie un risque accru ou une résilience à certains troubles plus tard dans la vie », explique Cruceanu.

Les organoïdes cérébraux offrent aux scientifiques une occasion unique de comprendre le développement du cerveau à ses tout premiers stades. Connaître les facteurs qui influencent le risque de maladie plus tard dans la vie, qu'il s'agisse de facteurs environnementaux, de facteurs de risque génétiques ou d'une combinaison de ceux-ci, peut aider à développer des traitements et des mesures préventives à l'avenir.

Ils ont travaillé en collaboration avec des groupes de recherche de l'Institut Karolinska de Stockholm et de l'Institut Helmholtz de Munich, dirigés respectivement par Cristiana Cruceanu et Fabian Theis.

À propos de cette actualité sur la recherche en neurodéveloppement

Auteure : Annalena Huber
Source : Institut Max Planck
Contact : Annalena Huber – Institut Max Planck
Image : L'image est créditée à Neuroscience News

Recherche originale : Accès libre.
« L'exposition chronique aux glucocorticoïdes amplifie le destin des cellules neuronales inhibitrices au cours du développement neurologique humain chez les organoïdes » par Elisabeth Binder et al. Avances scientifiques

Abstrait

L'exposition chronique aux glucocorticoïdes amplifie le destin des cellules neuronales inhibitrices au cours du développement neurologique humain chez les organoïdes

Les perturbations dans le processus étroitement régulé du développement du cerveau humain ont été associées à un risque accru de maladies cérébrales et mentales.

Bien que la contribution génétique à ces maladies soit bien établie, des facteurs environnementaux importants ont été moins étudiés aux niveaux moléculaire et cellulaire.

Ici, nous avons utilisé des techniques spécifiques à une seule cellule et à un type de cellule pour étudier l’effet de l’exposition aux glucocorticoïdes (GC), un médiateur du risque environnemental prénatal, sur la régulation des gènes et la spécification de la lignée dans les organoïdes neuronaux humains non guidés.

Nous avons caractérisé la réponse transcriptionnelle à l’exposition chronique au GC pendant la différenciation neuronale et étudié les réseaux de régulation génétique sous-jacents en intégrant la transcriptomique unicellulaire aux données d’accessibilité à la chromatine.

Nous avons découvert des changements durables spécifiques au type de cellule, qui incluaient des gènes de risque d’autisme et plusieurs facteurs de transcription associés au développement neurologique.

L'exposition chronique au GC a influencé la spécification de la lignée principalement en amorçant la lignée des neurones inhibiteurs par des facteurs de transcription comme PBX3 .

Nous fournissons des preuves de la convergence des facteurs de risque génétiques et environnementaux à travers un mécanisme commun de modification de la spécification de la lignée.

Mars 2025