Le stress précoce laisse une « cicatrice » sur les cellules du cerveau

Vivre un stress intense pendant l’enfance peut rendre une personne plus vulnérable à l’anxiété, à la dépression et à d’autres troubles de l’humeur lorsqu’elle est confrontée à des difficultés à l’âge adulte. Des chercheurs de la faculté de médecine de l’université de Washington à Saint-Louis et de l’université de Princeton ont découvert à quel point un traumatisme précoce peut laisser un effet durable sur le cerveau.

Les scientifiques savaient déjà que le stress de la petite enfance modifie l’activité des gènes du cerveau. Dans une nouvelle étude, l’équipe de recherche a découvert que cela est dû à des altérations dans la façon dont les cellules cérébrales emballent l’ADN, rendant la réponse génétique du cerveau au stress vulnérable et facilement activée, réduisant ainsi la tolérance au stress. L’étude est publiée sur Neurone.

« Nous avons découvert un nouveau processus biologique qui relie les expériences indésirables du début de la vie à cette vulnérabilité à long terme à la maladie mentale », explique Meaghan Creed, professeur d’anesthésiologie à WashU Medicine et co-auteur correspondant de l’étude. « Cette découverte révèle une cicatrice physique laissée par un traumatisme développemental dans les cellules cérébrales, fournissant ainsi aux scientifiques une cible biologique concrète pour développer de nouveaux traitements et interventions. »
Plus de la moitié des enfants dans le monde sont exposés très tôt à un stress résultant de maltraitances, de dysfonctionnements familiaux tels que la violence ou la consommation de drogues, ou d’autres expériences traumatisantes. L’accumulation de quatre de ces expériences ou plus peut déclencher un risque beaucoup plus élevé de troubles de santé mentale et physique à long terme à l’âge adulte.

Les chercheurs ont cherché à comprendre comment un traumatisme survenu au cours du développement précoce modifie physiquement le cerveau, le rendant plus sensible au stress à l’âge adulte. Ils se sont concentrés sur une région du cerveau appelée aire tegmentale ventraleoù les cellules cérébrales qui produisent de la dopamine – un neurotransmetteur important – sont responsables du traitement des informations pertinentes provenant de l’environnement, y compris les récompenses et les adversités.

Lorsque ces cellules cérébrales se déclenchent anormalement, ce qui peut se produire en réponse au stress, elles perturbent la façon dont le cerveau traite les récompenses, rendant les individus vulnérables à l’anxiété et à la dépression.

À l’intérieur des neurones producteurs de dopamine, les chercheurs se sont concentrés sur l’épigénome, un ensemble de marqueurs moléculaires qui dirigent les mécanismes cellulaires pour activer et désactiver les gènes, influençant ainsi l’activité cellulaire. «À l’intérieur des cellules, l’ADN est enroulé comme un ressort» explique Catherine Jensen Peña, professeur à l’Institut Institut de neurosciences de Princeton et auteur principal et correspondant de l’étude. « Les bobines d’ADN sont enroulées autour de protéines histones qui aident à déterminer le degré de serrage ou de relâchement de l’ADN. Lorsque le « ressort génétique » est comprimé, ses gènes sont désactivés. À mesure que le ressort s’étire et s’ouvre, les gènes sont plus facilement accessibles et peuvent être activés. « 

Les chercheurs ont découvert qu’une enzyme appelée SETD7 il est plus abondant dans les neurones dopaminergiques des jeunes souris exposées au stress que dans les souris élevées dans un environnement normal. SETD7 aide à placer un marqueur chimique – H3K4me1 – sur la source génétique, qui marque la structure à déployer, « ce qui rend la cellule plus réactive à tout ce qui se passe dans l’environnement », explique Peña.
Les chercheurs ont ensuite augmenté artificiellement l’expression de SETD7 chez les jeunes souris non stressées. Même en l’absence de stress précoce, ces souris ont grandi avec une structure d’ADN ouverte et allongée dans leurs cellules cérébrales productrices de dopamine, ce qui facilite l’activation des gènes qui répondent au stress. Ces souris ont montré une moindre tolérance au stress à l’âge adulte. Les chercheurs ont découvert que les souris qui, à l’âge adulte, présentaient des niveaux accrus de SETD7car les juvéniles avaient un plus grand nombre de neurones dopaminergiques réactifs et un comportement plus anxieux que les souris présentant des niveaux normaux de SETD7 tout au long de leur vie.
En revanche, lorsque les chercheurs ont bloqué l’enzyme SETD7 l’empêchant d’ajouter trop de balises H3K4me1 après un stress précoce, la « source génétique » est restée fermée, protégeant les souris de l’hypersensibilité au stress à l’âge adulte. Même si elles ont subi du stress dans la petite enfance et à l’âge adulte, les souris présentant des niveaux de SETD7 les souris réduites étaient capables de maintenir le même niveau de sociabilité et d’exploration que les souris non stressées, et leurs neurones dopaminergiques étaient actifs à des niveaux normaux.

« Il n’existe actuellement aucun traitement pour les effets du stress précoce sur le cerveau, en partie parce que l’image des mécanismes moléculaires à cibler n’était pas claire », explique Peña. «Cette étude est très intéressante car elle révèle un mécanisme clair et permet également d’expliquer pourquoi l’impact du stress est latent mais aussi répandu. De plus, si nous pouvons intervenir avec des soins de soutien, une thérapie ou des ressources sociales pour protéger les enfants pendant ces fenêtres sensibles du développement, il sera peut-être possible de protéger l’épigénome, empêchant ainsi la « source génétique » de s’ouvrir et peut-être même de donner au cerveau en développement une chance de développer une résilience naturelle.