Développement cérébral embryonnaire L'autisme serait-il dû à une infection pendant la grossesse ?

Si la mère contracte une infection pendant la grossesse, cela peut favoriser l'autisme chez l'enfant. Des chercheuses de l'université de Tübingen ont mis au jour les mécanismes sous-jacents à ce phénomène à l'aide d'organoïdes cérébraux dans le cadre d'expériences en laboratoire. Elles évaluent également l'ampleur réelle de ce risque.

Les jalons importants sont posés très tôt dans la vie, parfois même avant la naissance. Dès le ventre de la mère, des facteurs environnementaux influencent le développement de l’enfant et peuvent avoir des répercussions sur sa santé. Ainsi, certaines infections augmentent le risque de développer plus tard un trouble du spectre autistique. Une équipe de recherche dirigée par le Dr Simone Mayer, de l’Institut Hertie de recherche clinique sur le cerveau et de l’université de Tübingen, vient de décrypter un mécanisme moléculaire à l’origine de ce lien. Selon les scientifiques dans leur étude, lorsque le système immunitaire de la future mère libère une certaine substance messagère, le cerveau du fœtus modifie sa structure.

Möglicher Zusammenhang zwischen genetisch bedingter Störung des Gehörs und Autismus

Hört man bei Autismus anders?

« Des études épidémiologiques indiquent depuis longtemps que les infections survenant pendant la grossesse s'accompagnent d'un risque légèrement accru chez les jeunes enfants de développer un trouble du spectre autistique », explique Mme Mayer, responsable de l'étude. Chez la souris, on a constaté que des médiateurs du système immunitaire pouvaient influencer la structure cérébrale embryonnaire. « La question restait jusqu’à présent ouverte de savoir si les mêmes mécanismes moléculaires s’appliquaient également chez l’être humain. »

Pour étudier ce phénomène, la neurobiologiste et son équipe ont produit en laboratoire des organoïdes cérébraux à partir de cellules souches. Il s'agit de structures tissulaires tridimensionnelles très proches du tissu cérébral naturel. Leur développement peut être facilement suivi dans une boîte de Pétri. Cela permet d’étudier en détail les mécanismes moléculaires et cellulaires.

Modifications durables du tissu cérébral

Dans cette étude récente, les organoïdes cérébraux ressemblaient au cortex cérébral humain. Au cours de leur développement, les chercheuses les ont exposés de manière ciblée à une concentration accrue d’interleukine-6, une cytokine immunitaire. Celle-ci est sécrétée par la mère et le placenta en cas d’infection. « Des études épidémiologiques ont établi un lien entre des concentrations élevées d’interleukine-6 pendant la grossesse et des modifications de l’anatomie cérébrale ainsi que des performances cognitives chez le nourrisson », rapporte la première autrice, Kseniia Sarieva.

Un phénomène similaire a été observé chez les organoïdes cérébraux humains : « Nous avons constaté des modifications persistantes au niveau des tissus », explique Sarieva. « Certains gènes étaient plus ou moins actifs que dans des conditions normales. De même, certains types de cellules étaient plus fréquents que d'habitude, même plus d'un mois après la fin de l'infection simulée. » On ignore toutefois encore si ces modifications persistent après plusieurs mois.

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Une molécule impliquée dans l'inflammation agit sur le cortex cérébral des enfants

Des taux élevés d'interleukine-6, une cytokine immunitaire, semblent ainsi avoir des effets directs sur l'architecture du cortex cérébral chez l'enfant et favoriser de cette manière l'apparition ultérieure de la maladie.L'interleukine-6 intervient en tant que substance de signalisation du système immunitaire dans toutes les réactions inflammatoires.Outre les infections virales et bactériennes, cela peut également concerner les maladies auto-immunes. En effet, le diabète, une maladie auto-immune, semble lui aussi être associé à un risque légèrement accru de trouble du spectre autistique chez l'enfant.

En mettant au point son modèle d'organoïde cérébral, l'équipe de recherche a réalisé une avancée décisive. À l'avenir, cette approche lui permettra d'étudier ces influences environnementales, ainsi que d'autres, sur le développement du cerveau in utero.

« En permettant de mieux comprendre ces mécanismes, nos études pourraient peut-être contribuer à l’avenir à contrer les influences environnementales négatives pendant la grossesse », espère Mme Mayer, responsable de l’étude. Ces nouvelles découvertes ne constituent toutefois pas un motif de grande inquiétude, comme le souligne la chercheuse. Les femmes enceintes doivent absolument garder à l’esprit que le risque de trouble du spectre autistique n’est en réalité que très légèrement accru (voir encadré ci-dessous) et qu’il dépend également du type et du moment de l’infection. « On ne peut pas contrôler une infection. La meilleure chose à faire pour avoir un système immunitaire en bonne santé, c’est d’éviter le stress – et de garder espoir. » (clu)

Publication originale :Sarieva K. et al. : Un modèle d'organoïde cérébral humain simulant l'activation immunitaire maternelle identifie les cellules gliales radiales comme étant particulièrement vulnérables. Molecular Psychiatry (2023) ; DOI : 10.1038/s41380-023-01997-1