En laboratoire, un antidépresseur fait du tort aux bébés neurones

Les fœtus exposés à l'antidépresseur commun paroxétine (Paxil et Seroxat) peuvent subir des effets nocifs sur le cerveau, selon une nouvelle étude de laboratoire de la Johns Hopkins Bloomberg School of Public Health.

Pour l'étude, les chercheurs ont utilisé des «mini-cerveaux» dérivés de cellules souches, des modèles miniatures de cerveau humain, développés avec des cellules humaines et à peine visibles à l'œil humain, dont les mécanismes cellulaires imitent ceux du cerveau humain en développement.

L'équipe a utilisé les mini-cerveaux pour montrer que l'antidépresseur commun paroxétine supprime la croissance des synapses, ou des points de connexion entre les neurones, et conduit à des diminutions significatives d'une importante population de cellules de support.

La paroxétine, qui peut traverser le placenta chez la femme enceinte, est actuellement accompagnée d'une mise en garde contre son utilisation en début de grossesse, en grande partie en raison d'un risque connu de malformations cardiaques et pulmonaires.

Certaines études épidémiologiques ont également suggéré que la paroxétine augmente le risque d'autisme. Les nouvelles découvertes sont susceptibles de renforcer les inquiétudes concernant les effets de ce médicament, et d'autres de sa catégorie, sur le cerveau en développement.

Les auteurs disent que les résultats suggèrent que les mini-cerveaux cultivés en laboratoire, qu'ils appellent BrainSpheres, sont une bonne alternative aux tests traditionnels sur les animaux. En particulier, ils peuvent révéler des médicaments et autres produits chimiques nocifs pour les jeunes cerveaux.

«On craint de plus en plus que nous ayons une épidémie de troubles neurodéveloppementaux, y compris l’autisme, et que ceux-ci puissent être causés par des expositions à des médicaments courants ou à d’autres produits chimiques. Cependant, étant donné que l'expérimentation animale traditionnelle est si coûteuse, nous n'avons pas été en mesure d'étudier correctement cette question », a déclaré le co-auteur principal Thomas Hartung, MD, titulaire de la chaire Doerenkamp-Zbinden et professeur au Département de la santé et de l'ingénierie environnementales et directeur du Centre d'alternatives à l'expérimentation animale de l'école Bloomberg.

L'équipe de recherche a développé les mini-cerveaux pour modéliser le développement précoce du cerveau. Les petits amas de tissu cérébral sont fabriqués en prélevant des cellules d'humains adultes, souvent de leur peau, et en les transformant en cellules souches, puis en poussant biochimiquement les cellules souches à se développer en cellules cérébrales jeunes.

Les mini-cerveaux forment une organisation rudimentaire semblable à un cerveau sur une période de quelques mois. Parce qu'ils sont constitués de cellules humaines, ils peuvent être plus susceptibles de prédire des effets sur le cerveau humain, et comme ils peuvent être produits en masse en laboratoire, ils sont beaucoup moins chers à travailler que les animaux.

Dans cette étude, les scientifiques ont exposé des mini-cerveaux à deux concentrations différentes de paroxétine pendant huit semaines à mesure que les amas de tissus se développaient. Les deux concentrations se situaient dans la plage thérapeutique des concentrations sanguines du médicament chez l'homme. Dans les expériences, les chercheurs ont également utilisé deux ensembles différents de mini-cerveaux, chacun prélevé sur une cellule souche différente.

Ils ont découvert que si la paroxétine ne semblait pas avoir d'effet destructeur de neurones significatif, à une concentration plus élevée, elle réduisait les niveaux d'une protéine appelée synaptophysine, un composant clé et un marqueur des synapses jusqu'à 80%.

La paroxétine a également réduit les niveaux de deux autres marqueurs liés aux synapses. De même, l'équipe a observé que la paroxétine réduisait la croissance normale des structures appelées neurites, qui finissent par se développer en tiges de sortie et en branches d'entrée en forme de racine de neurones matures.

Enfin, les chercheurs ont noté que les mini-cerveaux exposés à la paroxétine se développaient avec jusqu'à 75% d'oligodendrocytes en moins, les cellules de soutien qui sont cruciales pour le bon «câblage» du cerveau, que les témoins.

Ces effets suggèrent que le médicament pourrait entraver la formation normale d'interconnexions entre les neurones en développement; un résultat qui pourrait sous-tendre l'autisme ou d'autres troubles.

Les résultats sont publiés dans la revue Frontières de la neuroscience cellulaire.

Source: École de santé publique Bloomberg de l'Université Johns Hopkins