La lumière nocturne perturbe la production des anticorps et peut augmenter le risque de décès – étude israélienne

En sa qualité de doctorante en sciences de la vie, Hagar Vardi-Nai a étudié les effets de l’éclairage artificiel sur le système immunitaire de deux espèces apparentées de petits rongeurs — la souris dorée épineuse et la souris épineuse commune.

Toutes deux vivent dans le désert israélien et partagent le même habitat géographique. Mais alors que la souris dorée à épines est active pendant la journée, la souris épineuse commune l’est de nuit.

Les animaux ont été transportés du désert de Judée vers des enclos extérieurs du Jardin de recherche zoologique de l’Université de Tel Aviv, et certaines d’entre elles ont été exposées à la lumière artificielle la nuit.

« De grandes parties du corps des mammifères, à commencer par le nôtre, sont régulées par une horloge biologique interne », explique Vardi-Naim. « Calée sur un rythme de 24 heures adossé au cycle naturel de la lumière et de l’obscurité, cette horloge biologique signale aux organes et divers systèmes physiologiques, dont le système immunitaire, ce qu’ils doivent faire à chacun des moments de la journée. »

Elle ajoute : « Par exemple, le niveau de certains globules blancs augmente et diminue dans le sang, et le corps produit plus ou moins d’anticorps à certains moments. De telles oscillations sont de nature à renforcer la réponse immunitaire aux bactéries ou aux virus, mais pour cela, le corps doit savoir l’heure qu’il est. »

« La pollution lumineuse modifie l’alternance naturelle entre lumière et obscurité, désynchronise l’horloge du corps de celle de son environnement et modifie ces schémas, ce qui vide le temps de tout sens. »

Pour les besoins de cette expérience, les souris épineuses ont été placées dans des enclos, dans des conditions très proches de celles de leur environnement naturel. La moitié de ces enclos étaient éclairés la nuit par des LED blanches, ce qui correspond à l’éclairage le plus répandu de nos jours, avec une intensité comparable à celle de l’éclairage public. Le groupe témoin a été maintenu dans des conditions naturelles de lumière et d’obscurité.

Les chercheurs ont mesuré le pourcentage de globules blancs, appelés lymphocytes, dans le sang des rongeurs à plusieurs moments des cycles de 24 heures.

Ils ont trouvé un schéma similaire au rythme humain, avec des niveaux de lymphocytes dans le sang qui augmentent durant les heures de repos, soit entre 2h et 4h du matin. Ils ont par ailleurs mis en évidence l’existence d’un rythme lymphocytaire sur 24 heures et constaté que la quantité d’anticorps produite en réponse à un antigène (ce qui déclenche une réponse immunitaire) dépendait du temps.

« Nous avons constaté que les animaux exposés à un antigène pendant leurs heures de repos produisaient bien plus d’anticorps que ceux exposés pendant leurs heures d’activité », souligne Vardi-Naim.

« Mais l’exposition à la pollution lumineuse bouleverse totalement ces rythmes», signale-t-elle. « Au lieu d’un cycle quotidien fait d’une alternance de pics et de creux, au niveau des taux de lymphocytes et de la réponse immunitaire, nous avons observé un aplatissement complet des schémas quotidiens. Cela signifie que le système immunitaire perd toute référence au temps, ce qui fait que sa réponse aux infections, au stress environnemental ou au vaccin est altérée, ce qui pourrait augmenter la vulnérabilité des animaux avec le temps. »

De surcroît, une mortalité importante et rapide a été observée chez les souris exposées à la pollution lumineuse, avec un risque de décès 2,35 fois plus élevé que celui de groupe témoin, même si Vardi-Naim précise ignore la cause exacte de ces décès. Toutefois, cette surmortalité s’est produite en parallèle à une perturbation des rythmes immunitaires et endocriniens, c’est-à-dire hormonaux, ce qui suggère un possible lien entre perturbations des rythmes biologique et moindre espérance de vie.

Elle souligne que les souris épineuses utilisées pour les besoins de cette étude ne sont qu’un exemple et que les résultats ont des implications pour tous les êtres vivants, y compris les humains.

« Nos résultats montrent que l’éclairage artificiel, la nuit, va bien au-delà d’un changement esthétique de l’environnement : il s’agit d’un facteur biologique actif de nature à perturber des mécanismes physiologiques critiques. L’exposition chronique à l’éclairage artificiel, la nuit, perturbe l’horloge interne des systèmes immunitaire et endocrinien des souris, avec des effets délétères sur leur espérance de vie, même dans des conditions proches de leur environnement naturel », ajoute-t-elle.

« Nous pensons que la pollution lumineuse doit être considérée comme un risque important pour la santé, non seulement pour la faune mais aussi pour l’humain et les écosystèmes dans leur ensemble. Des études montrent que les animaux au système immunitaire affaibli sont susceptibles de transmettre des maladies à l’humain, et que le système immunitaire humain peut réagir de manière similaire. L’étude souligne la nécessité d’inclure des considérations biologiques dans les politiques d’éclairage et de réexaminer l’étendue et l’intensité de l’éclairage artificiel la nuit, tant en milieu urbain que dans les zones inhabitées. »

Les responsables de cette étude, qui font tous deux partie de la toute nouvelle École environnementale de l’université, sont le Professeur Yariv Wine, chef du Laboratoire d’immunologie appliquée à l’École de biomédecine et de recherche sur le cancer, et la Professeure Noga Kronfeld-Schor, cheffe du Laboratoire de physiologie écologique et évolutive de l’École de zoologie et par ailleurs rectrice de l’université.

Leur étude, publiée dans Environmental Pollution, a été soutenue par la Fondation israélienne pour la science.