Les cellules grises des hommes et des femmes réagissent différemment au stress – Étude

Une nouvelle étude du laboratoire conjoint du professeur Alon Chen à l’Institut Weizmann de Rehovot et à l’Institut Max Planck de psychiatrie de Munich, en Allemagne, montre comment les cerveaux des hommes et des femmes réagissent différemment au stress.

Les chercheurs espèrent que ces résultats permettront à terme de développer des thérapies spécifiques au genre pour les troubles psychiatriques liés au stress tels que l’anxiété, la dépression et le syndrome de stress post-traumatique (TSPT), ainsi que pour certains troubles liés au stress tels que le diabète.

« Historiquement, les scientifiques n’ont étudié que les hommes, sur la base du sexe assigné à la naissance. Depuis les années 1980, les chercheurs sont tenus d’inclure les femmes dans les essais cliniques, mais ce n’est qu’aujourd’hui qu’un mouvement commence à se dessiner au sein des Instituts nationaux de la santé (NIH), selon lequel la recherche fondamentale doit étudier aussi bien les hommes que les femmes au niveau cellulaire et moléculaire », confie la Dr Elena Brivio.

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Elena Brivio, originaire d’Italie, a dirigé l’étude publiée ce mois-ci dans Cell Reports, une revue à comité de lecture, dans le cadre de ses études de doctorat au sein du laboratoire de Chen. Elle occupe actuellement un poste de post-doctorante à l’IGBMC – Institut de génétique et de biologie moléculaire et cellulaire – en France.

Lors d’un entretien avec le Times of Israel, Brivio a souligné que l’étude avait été réalisée sur des souris et qu’elle portait donc sur les différences entre les sexes et non sur les différences entre les genres.

« Le genre est une construction humaine et ne s’applique qu’aux humains », a-t-elle expliqué.

« Nous avons utilisé des souris parce que le cerveau des souris est un très bon modèle pour le cerveau humain. Elles présentent même un comportement dépressif similaire à celui que nous observons chez les humains », a-t-elle ajouté.

Une souris de laboratoire. (Crédit : Rama, CC BY-SA 2.0 FR via Wikimedia Commons)

Cela fait des années que des études cliniques et des expériences montrent que les hommes et les femmes réagissent différemment au stress. La prévalence et les symptômes du stress ne sont pas identiques chez les deux sexes. Ainsi, deux tiers des diagnostics de dépression sont posés chez des femmes. Et alors que les hommes diagnostiqués comme dépressifs ont tendance à montrer plus de colère, les femmes manifestent plus fréquemment des signes d’anhédonie, qui se caractérisent par un repli social, une perte de motivation et de plaisir.

« Nous savons également que certains médicaments contre les pathologies liées au stress sont plus efficaces chez les hommes et d’autres plus efficaces chez les femmes, mais nous ignorons pourquoi. Cela est dû en partie au fait que nous ne savons pas grand-chose sur les troubles eux-mêmes… Mais aussi au fait que personne ne s’est donné la peine d’étudier la biologie féminine », a déclaré Brivio.

Avec ses collègues, elle a utilisé le puissant outil de recherche qu’est le séquençage de l’ARN, qui permet d’étudier l’expression et la régulation des gènes. Ils ont appliqué cet outil aux cellules du tissu du noyau paraventriculaire (PVN) de l’hypothalamus des souris, qui est la partie du cerveau de tous les mammifères qui coordonne la réponse au stress.

L’équipe a étudié trois questions spécifiques : comment chaque type de cellule de cette partie du cerveau réagit au stress, comment chaque type de cellule précédemment exposée à un stress chronique réagit à une nouvelle expérience de stress, et comment ces réactions diffèrent entre les mâles et les femelles.

Coupe d’un cerveau de souris au microscope. La couleur jaune montre la structure complexe d’un oligodendrocyte mature, avec de nombreuses branches qui s’étendent vers les cellules environnantes. (Crédit : Autorisation/Institut Weizmann)

Avant d’examiner les cellules cérébrales des souris, les chercheurs les ont exposées à des combinaisons de stress physique, psychologique et social léger, à court terme et à plus long terme. Par exemple, le nid d’une souris a été enlevé pendant quelques heures, puis remis en place. Dans un autre cas, une souris a été retirée de son groupe social habituel et placée dans un groupe de souris inconnues pendant 15 minutes.

Par la suite, en appliquant le séquençage de l’ARN aux cellules du PVN de la souris, ils ont examiné toutes les cellules qui s’y trouvent, et pas seulement les neurones (cellules nerveuses). Ils ont découvert que différents types de cellules réagissaient au stress de manière différente et qu’il existait des différences entre les sexes.

« Nous avons trouvé des cellules qui réagissaient au stress chez les femelles, mais pas chez les mâles, et inversement. Ensuite, lorsque nous avons examiné ces cellules et leur réponse en cas de stress chronique, nous avons constaté que certaines cellules étaient particulièrement sensibles. La réponse était différente de celle observée après un stress normal, et là aussi, nous avons constaté des différences entre les hommes et les femmes », explique Brivio.

Les chercheurs se sont ensuite intéressés aux oligodendrocytes, un sous-type de cellule gliale qui soutient les neurones et joue un rôle important dans la régulation de l’activité cérébrale. De tous les types de cellules du PVN, les oligodendrocytes étaient les plus sensibles au stress.

« Les oligodendrocytes se distinguent par une structure très complexe, comportant de nombreuses ramifications. Les oligodendrocytes des souris mâles, après exposition au stress, avaient un aspect plus simple et se caractérisaient par une expression plus immature des gènes. Cette constatation ne s’applique pas aux oligodendrocytes du cerveau des femelles, qui ont conservé leur structure complexe », a déclaré Brivio.

De gauche à droite : Juan Pablo Lopez, Elena Brivio et Alon Chen (Crédit : Autorisation/Institut Weizmann)

Dans le cadre de l’étude, et conformément aux principes de l’accès libre à la recherche scientifique, les chercheurs ont décidé de mettre à la disposition du public l’ensemble de la cartographie détaillée de leurs travaux sur les cerveaux de souris sur un site web interactif dédié à ce sujet. Les résultats concernant les oligodendrocytes pourraient être utiles aux chercheurs étudiant les maladies liées à la myéline telles que la sclérose en plaques, puisque la fonction principale de ces cellules est la production de myéline, et que la sclérose en plaques est plus fréquente chez les femmes que chez les hommes.

« Nous démontrons que les oligodendrocytes sont effectivement des types de cellules importantes pour le stress. Ils pourraient être importants pour le bon fonctionnement du cerveau, mais ce n’est pas le cas chez les deux sexes. Il faudra en tenir compte dans les études à venir et lorsque nous envisagerons la possibilité de modifier les oligodendrocytes et leur activité dans le cadre du développement d’un médicament », a déclaré Brivio.

Outre la nécessité de vérifier à l’avenir si les résultats obtenus chez la souris sont les mêmes que ceux obtenus chez l’homme, Brivio souligne que la signification des différences entre les sexes qu’elle et ses collègues ont trouvées n’est pas encore très claire.

« Les différences peuvent être positives ou négatives. Les changements que nous avons observés dans les cellules des mâles pourraient être bénéfiques ou néfastes », a-t-elle déclaré.