Le stress chronique est un trouble dominant et croissant, structurel et conjoncturel bien de notre époque. Une condition qui à long terme peut entraîner des maladies métaboliques, le cancer, accélérer le vieillissement, ainsi que conduire au développement de troubles psychologiques plus sévères. Cette équipe du Weizmann Institute of Science (Israël) et de l'Institut Max Planck (Allemagne) utilise ici une nouvelle technologie pour visualiser l'ensemble de l'axe de stress comme jamais auparavant. Ces travaux publiés dans Science Advances, apportent de nouvelles données précieuses pour un certain nombre de maladies liées au stress, de l'anxiété et de la dépression au syndrome métabolique et au diabète.
Globalement, les manifestations physiques du stress partent du cerveau et se déplacent le long d'un soi-disant « axe de stress » qui aboutit aux glandes surrénales qui produisent l'hormone du stress, le cortisol. Lorsque cette voie du stress est continuellement activée, des changements se produisent dans les cellules et les organes et le cortisol est produit en continu. Ces modifications déclenchent les symptômes parfois sévères et les complications du stress chronique.
L'axe de réponse au stress ou axe hypothalamus-hypophyso-surrénalien
- Cet axe commence par l'hypothalamus dans le cerveau,
- se déplace à travers l'hypophyse juste à côté du cerveau,
- puis jusqu'aux glandes surrénales près des reins.
L’équipe utilise une nouvelle technique qui permet d'identifier les caractéristiques spécifiques de tou s types de cellules dans un tissu. « Cette méthode pourrait être comparée à l'identification de fruits individuels dans un bol de salade de fruits », écrivent les auteurs. L’équipe a ainsi cartographié toute la longueur de cet axe du stress, et vérifier les activités de nombreuses cellules individuelles tout au long du parcours. Cette analyse a été menée sur 2 groupes de souris – un groupe de souris détendues et un groupe exposé à un stress chronique. Au total, ce sont 21.723 cellules qui ont été cartographiées à 3 points de cet axe, et été comparées pour les 2 groupes stressé et non stressé. Cette analyse montre que :
- Au fur et à mesure que le signal de stress se déplace d'un organe à l'autre, l'expression des gènes dans les cellules et les tissus subit de plus grands changements ;
- 66 gènes sont ainsi modifiés entre des souris normales et les souris stressées dans l'hypothalamus, 692 gènes dans l'hypophyse et 922 dans les surrénales ;
- C’est dans les glandes surrénales qui peuvent même changer de taille en réponse à l’exposition au stress chronique, que les altérations cellulaires observées sont les plus significatives ;
Un groupe de cellules clé dans la réponse au stress : une sous-population de cellules surrénales est identifiée, qui pourrait jouer un rôle clé dans la réponse au stress et l'adaptation. Il s’agit de cellules endocrines situées dans le cortex surrénalien (couche externe du cortex). Un gène, appelé, Abcb1b, est également surexprimé dans ces cellules en situation de stress.
Ce gène code une pompe dans la membrane cellulaire qui expulse les substances de la cellule, et les scientifiques pensent qu'il joue un rôle dans la libération de cortisol.
« Si des hormones de stress supplémentaires sont créées, la cellule a besoin de valves de libération supplémentaires pour expulser ces hormones».
Ces résultats obtenus chez la souris sont-ils pertinents pour les humains ? En collaboration avec des chercheurs du Royaume-Uni, d’Allemagne, de Suisse et des États-Unis, les scientifiques ont pu obtenir des glandes surrénales prélevées sur des patients atteints de la maladie de Cushing, une maladie résultant d’une croissance de l'hypophyse. Les cellules des glandes surrénales de ces patients présentent une image similaire à celles de souris soumises à un stress chronique.
Le gène identifié comme surexprimé chez la souris stressée, Abcb1, est déjà documenté en recherche génétique humaine sur la dépression : au moins l’un de ses variants est lié à un risque plus élevé de dépression.
D’autres données issues de cette étude expérimentale chez l’animal, concordent avec des données retrouvées dans de précédentes études menées chez l’Homme, portant sur des maladies ayant une composante stress.
Le stress chronique peut affecter toutes les parties et les organes du corps et déclencher de multiples maladies. En mappant l’expression génique des cellules individuelles, ces travaux fournissent une large base de recherche de nouvelles cibles possibles pour traiter les maladies causées par le stress chronique. L'identification du rôle clé du gène Abcb1, de régulation et d’adaptation au stress, en fait également une cible thérapeutique prometteuse.
Source: Science Advances 27 Jan 2021 DOI: 10.1126/sciadv.abe4497 Single-cell molecular profiling of all three components of the HPA axis reveals adrenal ABCB1 as a regulator of stress adaptation
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