Lien entre l'inflammation du cerveau et la dépression
Une étude montre comment les réponses immunitaires dans le cerveau affectent la motivation et la santé mentale.
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Table des matières
- Aperçu de l'étude
- Méthodes
- Soins des animaux
- Traitement Aldara
- Design expérimental
- Analyser l'impact d'Aldara
- Extraction et analyse des cellules cérébrales
- Études comportementales
- Analyse de l'expression génique
- Résultats
- Changements comportementaux induits par Aldara
- Infiltration des cellules immunitaires
- Activation des microglies et des astrocytes
- Production de cytokines
- Modifications dans la neurotransmission
- Discussion
- Implications pour la santé mentale
- Directions futures de recherche
- Conclusion
- Source originale
- Liens de référence
Des études récentes ont montré que le cerveau et le système immunitaire interagissent de manière à pouvoir influencer la santé mentale. C'est devenu super important pour comprendre des troubles comme la démence et la schizophrénie, mais aussi des conditions qui résultent de blessures cérébrales soudaines comme les AVC. L'inflammation chronique, ou le gonflement à long terme dans le corps, joue aussi un rôle dans la dépression. Beaucoup de patients qui souffrent de conditions liées à l'inflammation, comme l'arthrite rhumatoïde, ressentent souvent de la dépression aussi. Bien que certains traitements ciblant l'inflammation puissent aider avec la dépression, tous les patients ne trouvent pas de soulagement. Il y a un besoin urgent de meilleurs traitements pour les troubles de l'humeur liés à l'inflammation, et comprendre comment le système immunitaire influence le Comportement est crucial pour développer ces nouvelles thérapies.
La Neuroinflammation, ou inflammation dans le cerveau, entraîne une augmentation de certaines substances chimiques appelées Cytokines qui peuvent perturber le fonctionnement du cerveau. Des recherches sur des animaux ont montré que du stress léger peut entraîner des changements de comportement et des niveaux accrus de certains marqueurs inflammatoires dans le cerveau. Un autre moyen courant d'étudier la dépression liée à l'inflammation chez les animaux est l'utilisation de lipopolysaccharides (LPS), qui imitent les infections. Cependant, les effets de fortes réactions immunitaires soudaines pourraient être différents de l'inflammation chronique de bas niveau observée chez les gens. Pour enquêter là-dessus, les chercheurs ont utilisé une crème topique appelée Aldara, qui contient une substance capable de stimuler le système immunitaire sans causer une infection sévère.
Aperçu de l'étude
Dans cette étude, les chercheurs ont voulu comprendre ce qui se passe dans le cerveau quand la neuroinflammation se produit et comment ça affecte la motivation. Ils ont utilisé un type spécifique de stimulant immunitaire appliqué sur la peau de souris femelles. Les souris ont eu le temps de s'adapter à leur environnement avant que les traitements ne commencent. Chaque souris a reçu soit la crème Aldara, soit une crème témoin pendant trois jours, après quoi les chercheurs ont examiné le tissu cérébral pour chercher des changements.
Méthodes
Soins des animaux
Les souris utilisées dans cette étude étaient des souris femelles C57BL/6J. Elles étaient gardées dans des conditions contrôlées avec un cycle standard jour/nuit et avaient accès à de la nourriture et de l'eau à tout moment. Tous les efforts ont été faits pour suivre des directives éthiques dans le traitement des animaux.
Traitement Aldara
Les souris ont été traitées avec une crème contenant Aldara (5% Imiquimod) ou une crème placebo appliquée sur une petite zone de peau rasée sur leur dos. Ce traitement a duré trois jours consécutifs, et les chercheurs ont collecté le tissu cérébral le jour suivant la dernière application.
Design expérimental
Les souris ont été placées au hasard dans des groupes de traitement. Les chercheurs ont déterminé le nombre optimal de souris pour chaque expérience à l’aide d’analyses statistiques. Diverses méthodes, y compris l'immunomarquage et la cytométrie en flux, ont été utilisées pour examiner le tissu cérébral après le traitement.
Analyser l'impact d'Aldara
Extraction et analyse des cellules cérébrales
Après l'euthanasie des souris, leurs cerveaux ont été traités pour isoler les cellules à analyser. Différentes techniques ont été utilisées pour compter et identifier les types de Cellules immunitaires et cérébrales présentes. Cela incluait l'utilisation de méthodes de coloration spécifiques pour visualiser les cellules et leurs caractéristiques.
Études comportementales
Les souris ont été soumises à plusieurs tests comportementaux pour évaluer leur motivation et leurs niveaux d'anxiété après le traitement avec Aldara. Cela incluait un test de construction de nid, où la quantité de matériel de lit non utilisé était mesurée, et un test de préférence pour le sucrose pour évaluer le comportement hédonique (lié au plaisir).
Analyse de l'expression génique
Les chercheurs ont effectué un séquençage d'ARN pour analyser les changements dans l'expression des gènes dans les cerveaux des souris traitées. Cela leur a permis d'identifier quels gènes étaient activés ou supprimés en réponse au traitement Aldara.
Résultats
Changements comportementaux induits par Aldara
Les souris traitées avec Aldara ont montré des changements notables dans leur comportement. En particulier, elles construisaient des nids moins impressionnants et préféraient moins l'eau sucrée par rapport au groupe témoin. Cela indiquait une réduction de la motivation et du plaisir, ce qui est cohérent avec des signes de dépression.
Infiltration des cellules immunitaires
L'étude a révélé que le traitement avec Aldara entraînait une augmentation de diverses cellules immunitaires dans le cerveau. Cela incluait des cellules T et d'autres types de cellules immunitaires, qui ont été identifiées grâce à des marqueurs cellulaires spécifiques.
Activation des microglies et des astrocytes
Les microglies, qui sont les cellules immunitaires résidentes du cerveau, ont montré des signes d'activation après le traitement avec Aldara. Bien qu'aucun changement significatif n'ait été observé dans les astrocytes (un autre type de cellule de soutien dans le cerveau), certains marqueurs d'activation étaient augmentés.
Production de cytokines
Les cellules immunitaires activées ont produit plusieurs substances pro-inflammatoires, connues sous le nom de cytokines, qui peuvent influencer le fonctionnement du cerveau et le comportement. Des niveaux accrus de ces cytokines ont été détectés à l'aide de la cytométrie en flux et de l'analyse de l'expression génique.
Modifications dans la neurotransmission
Les chercheurs ont étudié comment la neuroinflammation modifiait les signaux entre les cellules cérébrales. Ils ont découvert que le traitement Aldara réduisait les réponses synaptiques dans une voie spécifique connue pour être importante pour la motivation. Notamment, cela a été observé dans la voie thalamo-striatale, qui joue un rôle clé dans le mouvement et la récompense.
Discussion
Implications pour la santé mentale
Les résultats de cette étude suggèrent que la neuroinflammation peut mener à des changements comportementaux ressemblant à la dépression. Une compréhension plus claire de la manière dont les réponses immunitaires influencent le fonctionnement du cerveau pourrait conduire à de meilleurs traitements pour la dépression et les troubles connexes.
Directions futures de recherche
D'autres études pourraient explorer les mécanismes spécifiques par lesquels la neuroinflammation impacte la neurotransmission et le comportement, identifiant potentiellement de nouvelles cibles thérapeutiques. Aborder les voies distinctes qui mènent à différents aspects des troubles de l'humeur pourrait également améliorer les stratégies de traitement adaptées aux patients individuels.
Conclusion
Cette étude met en lumière le rôle significatif que jouent les réponses immunitaires dans le cerveau en influençant l'humeur et la motivation. En utilisant le modèle de traitement Aldara, les chercheurs commencent à démêler les interactions complexes entre le système immunitaire et le fonctionnement cérébral, ouvrant des avenues pour de futures recherches et faisant des progrès vers une meilleure prise en charge de la santé mentale.
Titre: Anhedonic behaviour in a TLR7-driven neuroinflammation mouse model is associated with impaired thalamostriatal signalling and immune cell ingress into the brain
Résumé: Depression is a heterogenous condition driven by multiple aetiologies, which make its pathophysiology challenging to map. Stratifying depression by underlying biological causes may allow for more effective, targeted treatments. Immune-mediated inflammation is present in around 20% of individuals with depression and provides a potential mechanistic pathway for some key symptoms such as reward / hedonic impairment. Here we used a non-invasive model of neuroinflammation, topical application of Aldara (a TLR7/8 agonist) for 3 days in mice, to explore relationships between the intracerebral immune response, neural circuitry and behaviours closely linked to depression: motivation, reward and anxiety. Mice that were treated with Aldara exhibited anhedonia-like behaviour and impairments in intrinsic motivational behaviours (measured through assays such as sucrose preference and nest-building tests) relative to untreated controls, but displayed little anxiety-like behaviour. Aldara-driven neuroinflammation was associated with evidence of immune cell (including lymphoid and myeloid cells) ingression into the brain, and both microglia and astrocytes showed evidence of activation. Within 4 to 6 hours of Aldara treatment, neurons in midline thalamus showed strongly increased Fos immunoreactivity relative to controls. Optogenetic activation of midline thalamic projections onto ventral striatum medium spiny neurons (MSNs) revealed that Aldara treatment substantially reduced the magnitude of the evoked thalamic AMPA receptor-mediated EPSC, but with no change to the AMPA/NMDA ratio nor change in the frequency of amplitude of spontaneous EPSP. Finally, whole brain transcriptome overrepresentation analysis revealed that Aldara treatment led to significant upregulation of genes associated with immune response and downregulation of genes associated with glutamate metabolism and synaptic transmission. Altogether, our data suggest potential, testable mechanisms through which neuroinflammation can drive anhedonic-like behaviour through activation of resident neural cells, infiltrating activated immune cells and functional changes in thalamostriatal circuitry consistent with increased extrasynaptic glutamate.
Auteurs: Michael T Craig, D. Sharma, L. Andrianova, R. McGonigal, K. Gardner-Stephen, H. al Fadhel, J. A. Barrie, R. Hohne, M. Saathoff, Y. Karabalci, J. J. Cole, J. T. Cavanagh
Dernière mise à jour: 2024-06-26 00:00:00
Langue: English
Source URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.06.26.600791
Source PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.06.26.600791.full.pdf
Licence: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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