Cette recherche expérimentale, menée chez le poisson zèbre, apporte une toute nouvelle compréhension d'un large éventail de troubles de la santé mentale liés au stress et à l'anxiété. L’équipe de scientifiques de la Virginia Tech décrypte le rôle d’une molécule clé, essentielle au développement de la réponse au stress du cerveau. Ces travaux, présentés dans la revue Frontiers in Cell and Developmental Biology, qui documentent ce lien entre la molécule appelée « DSCAML1 » et le développement de la réponse au stress du cerveau, ouvrent de nouvelles voies thérapeutiques pour les conditions mentales associées au stress chez l'Homme.
L’étude est menée sur le poisson zèbre, un vertébré dont la génétique a beaucoup en commun avec l'Homme et qui est un modèle reconnu pour étudier le fonctionnement et le dysfonctionnement du cerveau humain. Chez le poisson zèbre, le système qui contrôle les réponses au stress commence à se développer 1 ou 2 jours après la fécondation, et les signaux de cortisol induits par le stress peuvent être observés dès 4 à 5 jours après la fécondation. Son développement rapide, combiné à sa translucidité, font du poisson zèbre, un modèle d’étude de choix pour les neuroscientifiques.
DSCAML1, apoptose, cortisol et réponse au stress
Les scientifiques se sont concentrés sur la molécule DSCAML1 parce que des changements génétiques dans son équivalent humain sont observés chez les patients souffrant d'un large éventail de troubles de santé mentale, notamment la déficience intellectuelle, les troubles du spectre autistique (TSA), la schizophrénie, l'épilepsie et le stress. Ces experts du développement du cerveau identifient à nouveau, chez le poisson zèbre, la molécule DSCAML1 (DS cell adhesion molecule like 1) comme essentielle au développement de la réponse au stress :
- Un déficit en DSCAML1 perturbe le développement du cerveau et augmente les niveaux de cortisol, ce qui rend l'hormone de stress bien connue incapable ou moins capable de bien faire son travail en période de stress. Chez le poisson zèbre avec déficit en DSCAML1, les niveaux de cortisol sont 2 à 3 fois plus élevés que dans le groupe témoin ;
- Un déficit en DSCAML1 perturbe le processus de « nettoyage » du cerveau : DSCAML1 semble interagir avec le processus de mort cellulaire programmée ou apoptose, qui débarrasse le corps des cellules inutiles, comme une production excessive de neurones dans le cerveau. « Ainsi, et en particulier pendant le développement humain, la mort cellulaire est une fonction importante », rappelle l’auteur principal, le Dr Pan, professeur agrégé au Fralin Biomedical Research Institute. Ici, ce processus de mort cellulaire est perturbé chez le poisson zèbre qui présente un déficit en DSCAML1, ce qui confirme le rôle clé de la molécule dans le développement des neurones qui régulent le stress.
- Ainsi, le déficit en DSCAML1, chez le poisson zèbre déséquilibre la réponse au stress.
Les chercheurs suggèrent qu’une meilleure appréhension du processus de mort cellulaire chez un patient, par l’étude des différents types de cellules spécifiques du cerveau et en utilisant l'IRM haute résolution ou d'autres technologies d'imagerie pourrait permettre de mieux comprendre la maladie et de lieux cibler la thérapie. Au-delà, ces travaux, quoiqu’expérimentaux révèlent une cible de choix : DSCAML1.
La régulation de DSCAML1 pourrait permettre de rétablir une réponse au stress qui fonctionne bien et réduire les troubles associés au stress tels que l'anxiété et la dépression.
Source: Frontiers in Cell and Developmental Biology 16 Feb, 2023 DOI: 10.3389/fcell.2023.1113675 Deficiency in the cell-adhesion molecule dscaml1 impairs hypothalamic CRH neuron development and perturbs normal neuroendocrine stress axis function
