Une étude sur les souris suggère une exposition au plomb liée à la schizophrénie

Une nouvelle recherche propose qu'une exposition précoce au plomb peut altérer un gène humain qui entraîne des modifications cérébrales associées à la schizophrénie.

Les chercheurs ont découvert que des souris conçues avec un gène humain de la schizophrénie, puis exposées au plomb au début de leur vie, présentaient des comportements et des changements structurels dans leur cerveau compatibles avec la schizophrénie.

Des chercheurs de la Mailman School of Public Health de l'Université Columbia et de la Johns Hopkins University School of Medicine pensent que cette découverte suggère un effet synergique entre l'exposition au plomb et un facteur de risque génétique.

Les experts affirment que cette découverte les aidera à mieux comprendre les interactions complexes entre les gènes et l'environnement qui exposent les personnes à un risque de schizophrénie et d'autres troubles mentaux.

Le lien entre l'exposition prénatale au plomb et la schizophrénie est proposé depuis près d'une décennie.

Mais une grande question demeure: comment le plomb peut-il déclencher la maladie? Sur la base de ses propres recherches, Tomas R. Guilarte, Ph.D., auteur principal de la nouvelle étude, pensait que la réponse était dans l'effet inhibiteur direct du plomb sur le récepteur N-méthyl-D-aspartate (NMDAR), un synaptique point de connexion important pour le développement du cerveau, l'apprentissage et la mémoire.

Ses recherches sur les rongeurs ont révélé que l'exposition au plomb émoussait la fonction du NMDAR. L'hypothèse glutamate de la schizophrénie postule qu'un déficit de la neurotransmission du glutamate et plus précisément de l'hypoactivité du NMDAR peut expliquer une partie importante du dysfonctionnement de la schizophrénie.

Dans la nouvelle étude, Guilarte et ses co-chercheurs se sont concentrés sur des souris conçues pour porter la forme mutante de Disrupted-in-Schizophrenia-1 (DISC1), un gène qui est un facteur de risque de la maladie chez l'homme.

Commençant avant la naissance, la moitié des souris DISC1 mutantes ont été nourries avec un régime au plomb et la moitié ont reçu un régime normal. Un deuxième groupe de souris normales n'exprimant pas le gène mutant DISC1 a également été divisé en deux groupes d'alimentation. Toutes les souris ont été soumises à une batterie de tests comportementaux et leur cerveau a été examiné par IRM.

Les souris mutantes exposées au plomb et ayant reçu un psychostimulant présentaient des niveaux élevés d'hyperactivité et étaient moins capables de supprimer un sursaut en réponse à un bruit fort après avoir reçu un avertissement acoustique. Leur cerveau avait également des ventricules latéraux nettement plus grands - des espaces vides contenant du liquide céphalo-rachidien - par rapport aux autres souris.

Ces résultats reflètent ce que l'on sait de la schizophrénie chez l'homme.

Alors que le rôle des gènes dans la schizophrénie et les troubles mentaux est bien établi, l'effet des produits chimiques toxiques dans l'environnement ne fait que commencer à émerger. Les résultats de l’étude se concentrent sur la schizophrénie, mais les implications pourraient être plus larges.

«Nous ne faisons qu’effleurer la surface», a déclaré Guilarte. «Nous avons utilisé du plomb dans cette étude, mais il existe d'autres toxines environnementales qui perturbent le fonctionnement du NMDAR.»

"De même, n'importe quel nombre de gènes pourrait être en jeu", a ajouté Guilarte, notant que DISC1 est parmi les nombreux impliqués dans la schizophrénie.

La recherche à l'avenir cherchera à déterminer dans quelle mesure la schizophrénie est déterminée par des facteurs environnementaux par rapport à des facteurs génétiques ou par leurs interactions - et quels autres problèmes mentaux pourraient être associés.

Une étude en cours de Guilarte cherche à savoir si l'exposition au plomb seule peut contribuer aux déficits d'un type spécialisé de neurone appelé interneurone GABAergique parvalbumine positive, connu pour être affecté dans le cerveau des patients schizophrènes.

Les scientifiques sont également intéressés à établir la fenêtre critique d'exposition - que ce soit in utero ou postnatal, ou les deux.

«Le modèle animal offre un moyen d'aller de l'avant pour répondre à des questions importantes sur les processus physiologiques sous-jacents à la schizophrénie», a déclaré Guilarte.

Source: Mailman School of Public Health de l’Université Columbia