Une étude récente sur des souris pourrait ouvrir la voie à des traitements personnalisés contre la dépression, l’anxiété et d’autres affections induites par le stress, dont on sait qu’elles ont un impact différent sur les hommes et les femmes.
L’excellence scientifique requiert de la diversité – il est important d’inclure à la fois des chercheurs, hommes et femmes, ainsi que des individus issus d’horizons et de perspectives variés. Ce principe devrait également s’appliquer à la conception d’expériences scientifiques. Malgré cela, une proportion importante de la recherche en sciences de la vie repose uniquement sur des souris mâles, ce qui peut fausser les résultats et limiter l’applicabilité des résultats aux humains.
Une nouvelle étude menée par des chercheurs de l’Institut Weizmann des Sciences relève ce défi, révélant avec des détails sans précédent comment les cerveaux des souris mâles et femelles réagissent différemment au stress.
Dans l’étude, publiée dans Rapports de cellules, des chercheurs du laboratoire commun du professeur Alon Chen à l’Institut Weizmann et à l’Institut de psychiatrie Max Planck de Munich ont découvert qu’une sous-catégorie de cellules cérébrales réagit au stress de manière totalement différente chez les hommes et les femmes. Les résultats pourraient conduire à une meilleure compréhension des problèmes de santé affectés par le stress chronique, tels que l’anxiété, la dépression et même l’obésité et le diabète, et pourraient ouvrir la voie à des thérapies personnalisées pour ces troubles.
Les troubles mentaux et physiques provoqués par le stress chronique sont en constante augmentation, mettant à rude épreuve la société. Ils touchent aussi bien les hommes que les femmes, mais pas nécessairement de la même manière. Bien que de nombreuses preuves suggèrent que les hommes et les femmes réagissent différemment au stress, les causes de ces différences ne sont pas encore entièrement comprises et, de toute façon, les traitements personnalisés pour les hommes et les femmes restent hors de portée de la médecine.
Cependant, des chercheurs du laboratoire de Chen, spécialisé dans l’étude de la réponse au stress, ont émis l’hypothèse que des méthodes de recherche innovantes pourraient contribuer à changer la donne.
Des études antérieures menées dans d’autres laboratoires avaient découvert certaines différences entre les sexes dans la réponse au stress, mais ces résultats ont été obtenus à l’aide de méthodes de recherche qui pourraient masquer des différences significatives dans les réponses de cellules spécifiques ou même effacer complètement les rôles joués par des cellules relativement rares. Le laboratoire de Chen, en revanche, utilise des méthodes avancées qui permettent aux scientifiques d’analyser l’activité cérébrale avec une résolution sans précédent – au niveau de chaque cellule – et pourraient ainsi apporter un nouvel éclairage sur les différences entre les sexes.
« Nous avons tourné l’objectif de recherche le plus sensible possible vers la zone du cerveau qui agit comme une plaque tournante centrale de la réponse au stress chez les mammifères, le noyau paraventriculaire (PVN) de l’hypothalamus », explique le Dr Elena Brivio, qui a dirigé l’étude. « En séquençant les ARN molécules dans cette partie du cerveau au niveau de chaque cellule individuelle, nous avons pu cartographier la réponse au stress chez des souris mâles et femelles selon trois axes principaux : comment chaque type de cellule dans cette partie du cerveau réagit au stress, comment chaque cellule Le type précédemment exposé au stress chronique réagit à une nouvelle expérience de stress et comment ces réponses diffèrent entre les hommes et les femmes.
Les chercheurs ont cartographié l’expression des gènes dans plus de 35 000 cellules individuelles, générant une énorme quantité de données qui fournissent une image de la réponse au stress d’une ampleur sans précédent et mettent en évidence les différences entre la façon dont les hommes et les femmes perçoivent et traitent le stress. Dans le cadre de l’étude, et conformément aux principes de la science en libre accès, les chercheurs ont décidé de rendre publique l’intégralité de la cartographie détaillée sur un site Web interactif dédié, qui a été mis en ligne au même moment où l’étude a été publiée, fournissant ainsi à d’autres chercheurs avec un accès pratique et convivial aux données. « Le site Web permettra, par exemple, aux chercheurs qui se concentrent sur un gène spécifique de voir comment l’expression de ce gène change dans un certain type de cellule en réponse au stress, chez les hommes comme chez les femmes », explique Brivio.
La cartographie complète a déjà permis aux chercheurs d’identifier une longue liste de différences dans l’expression des gènes – entre hommes et femmes, et entre stress chronique et aigu. Les données ont montré, entre autres, que certaines cellules cérébrales réagissent différemment au stress chez les hommes et les femmes : certaines cellules sont plus sensibles au stress chez les femmes et d’autres au stress chez les hommes.
La différence la plus significative a été constatée dans un type de cellule cérébrale appelé oligodendrocytes – un sous-type de cellule gliale qui soutient les cellules nerveuses et joue un rôle important dans la régulation de l’activité cérébrale. Chez les hommes, l’exposition à des conditions de stress, notamment au stress chronique, modifie non seulement l’expression des gènes dans ces cellules et leurs interactions avec les cellules nerveuses environnantes, mais également leur structure même. Chez les femelles, cependant, aucun changement significatif n’a été observé dans ces cellules et elles n’étaient pas sensibles à l’exposition au stress.
« Les neurones attirent l’essentiel de l’attention scientifique, mais ils ne représentent qu’environ un tiers de toutes les cellules du cerveau. La méthode que nous avons mise en œuvre nous permet d’avoir une image beaucoup plus riche et complète, incluant tous les types de cellules et leurs interactions dans la partie du cerveau étudiée », explique le Dr Juan Pablo Lopez, ancien chercheur postdoctoral du groupe de Chen et maintenant chercheur. chef d’un groupe de recherche au Département de neurosciences de l’Institut Karolinska en Suède.
Diversité de base
Jusque dans les années 1980, les essais cliniques de nouveaux médicaments étaient menés uniquement sur des hommes. L’opinion généralement admise était qu’inclure les femmes n’était pas nécessaire et que cela ne ferait que compliquer la recherche, en mettant en jeu de nouvelles variables telles que les menstruations et les changements hormonaux. Pour les mêmes raisons, les études précliniques évitaient jusqu’à très récemment l’utilisation d’animaux femelles.
Mais on sait maintenant que la variabilité parmi les animaux mâles, au niveau moléculaire et comportemental, est généralement plus grande que parmi les femelles. Il n’y a donc aucune raison de supposer que les femelles compliqueraient les expériences plus que les mâles. Néanmoins, dans la recherche fondamentale, il est encore courant de mener des expériences uniquement sur des mâles.
« Nos résultats montrent que lorsqu’il s’agit de problèmes de santé liés au stress, de la dépression au diabète, il est très important de prendre en compte la variable sexe, car elle a un impact significatif sur la façon dont les différentes cellules cérébrales réagissent au stress », explique Chen. . « Même si une étude ne se concentre pas spécifiquement sur les différences entre mâles et femelles, il est essentiel d’inclure les animaux femelles dans la recherche, notamment en neurosciences et en sciences du comportement, tout comme il est important de mettre en œuvre les méthodes de recherche les plus sensibles, afin de obtenir une image aussi complète que possible de l’activité cérébrale », ajoute Brivio.
Le Dr Aron Kos, Stoyo Karamihalev, Andrea Ressle, Rainer Stoffel et le Dr Mathias V. Schmidt de l’Institut Max Planck de psychiatrie de Munich ont également participé à l’étude ; Dr Alessandro Francesco Ulivi de l’Institut Leibniz de neurobiologie de Magdebourg, en Allemagne ; Dana Hirsch du Département des ressources vétérinaires de Weizmann ; et le Dr Gil Stelzer du département des installations centrales des sciences de la vie de Weizmann.
Les recherches du professeur Alon Chen sont soutenues par le laboratoire familial Ruhman pour la recherche en neurobiologie du stress ; la famille Licht ; et le Fonds Irving B. Harris pour de nouvelles orientations dans la recherche sur le cerveau. Le professeur Chen est titulaire de la chaire professorale Vera et John Schwartz en neurobiologie.