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découverte d’une alliance tragique pour le développement cérébral


L’épidémie de Covid-19 a été, et est encore, dévastatrice. Tout le monde a été touché, et le bilan humain est énorme. Mais si, pour beaucoup, l’épidémie semble sans précédent, les maladies infectieuses propagées par les virus ont toujours représenté un danger pour la santé.

Au-delà de ce danger immémorial, une question fondamentale en science est de savoir comment les virus (et les maladies associées) sont affectés par les différentes inventions humaines.

Dans notre dernière étude, nous montrons comment un pesticide, le pyriproxyfène, peut aggraver les effets du virus Zika sur le développement cérébral d’un fœtus.

L’impact inattendu de l’alliance Zika-pyriproxyfène

Affiche présentant, en anglais, les conséquences possibles d’une infection par le virus Zika
Des campagnes d’information ont été lancées pour avertir des dangers du virus Zika sur le développement du cerveau.
National Institute of Child Health and Human Development (NIH), CC BY-NC

Nous sommes remontés six ans en arrière au Brésil, en 2015, lorsque le nombre de bébés nés avec une petite tête et un petit cerveau a brutalement explosé. Ces graves déformations les ont laissés handicapés à vie, et ont suscité une inquiétude mondiale. Ces cas de « microcéphalie » ont rapidement été associé au fait que les mères enceintes avaient été infectées par le virus Zika. Ce virus pénètre et tue les cellules qui forment le cerveau, ce qui entrave son bon développement.

De façon surprenante, certaines régions au nord-est du Brésil ont connu bien plus de cas de microcéphalies que les autres. De quoi se demander si d’autres facteurs n’étaient pas à l’œuvre pour intensifier localement l’épidémie. Peu de temps après, l’attention s’est portée sur le pyriproxyfène, un insecticide approuvé dans le monde entier pour lutter contre les insectes domestiques dans l’agriculture. Il se trouvait que le pyriproxyfène était utilisé intensivement dans les régions où ont été enregistrés le plus grand nombre de cas.

Fin 2014, le pyriproxyfène a été introduit dans l’eau potable pour tenter de contrôler la population du moustique Aedes aegypti responsable de la propagation des virus de la Dengue et de la Zika. Malheureusement, l’insecticide s’est accumulé dans l’environnement pendant des années, jusqu’à se retrouver dans le corps humain.

Contre les effets secondaires potentiels, l’Organisation mondiale de la santé (OMS) a recommandé de limiter l’absorption quotidienne de pyriproxyfène à 0,3 mg/l pour un adulte, et que les concentrations dans l’eau potable soient inférieures à 0,01 mg/l. Comme les bébés et les enfants à naître absorbent ou accumulent généralement davantage que les adultes, ils peuvent se trouver plus exposés.

Du fait du fort chevauchement géographique entre l’utilisation de l’insecticide et les cas de microcéphalie, même ces petites doses ont soulevé des questions sur son innocuité. Cependant, les études épidémiologiques et expérimentales menées suite à cela ont donné des résultats contradictoires quant à l’implication du produit dans les cas observés : il n’est toujours pas clairement établi si, et comment, il pourrait être impliqué…

Dans une étude récemment publiée, notre groupe de recherche de l’UMR PhyMA à Paris (département Adaptations du Vivant – Muséum national d’histoire naturelle/CNRS) a tenté de faire la lumière sur cette question. Nous avons ainsi découvert que le pyriproxyfène perturbe la signalisation des hormones thyroïdiennes, modifiant au passage des processus cruciaux pour le bon développement cérébral.

Son identification comme perturbateur endocrinien

L’hormone thyroïdienne est une molécule essentielle à la croissance et au développement du corps en général, et du cerveau chez les fœtus en particulier. Sans elle, le cerveau ne se développe pas normalement, laissant les enfants touchés avec un faible QI et d’importants handicaps mentaux. Ce terrible ensemble de troubles (identifié sous le terme de crétinisme) est presque éradiqué dans les pays occidentaux, mais reste courant dans les pays en développement. Mais comment établir un lien entre ces atteintes et le pyriproxyfène ?

Nos tétards génétiquement modifiés émettent une lumière verte en présence d’hormone thyroïdienne (T3 sur cette image). En présence de pyriproxifène (4’-OH-PPF), la fluorescence chute, prouvant que l’insecticide bloque l’action de l’hormone.
Petra Spirhanzlova/.MNHN

Nous avons, dans notre laboratoire, des têtards génétiquement modifiés qui émettent une fluorescence verte lorsqu’ils sont exposés à l’hormone thyroïdienne. Plus la couleur verte est intense, plus l’hormone est présente et active… Or, lorsque nous avons exposé nos têtards au pyriproxyfène, le signal vert a chuté de façon spectaculaire. Ce qui prouve que le pesticide bloque l’action de l’hormone thyroïdienne. Avec pour conséquence chez ces animaux un développement cérébral et des comportements anormaux. À la base de ces changements, il semble y avoir un certain nombre de gènes qui n’étaient pas exprimés comme ils le sont habituellement.

Restait à élucider son effet néfaste lors du développement embryonnaire. Pour rappel, l’un des rôles les plus importants de l’hormone thyroïdienne est d’assurer alors la présence équilibrée de neurones et de la glie (leurs cellules de soutien). Comme le pesticide bloque l’action normale de l’hormone, nous avons pensé qu’il pourrait également affecter la production de ces cellules constitutives essentielles du cerveau.

Pour étayer notre hypothèse, nous avons cultivé des cellules souches (issues de cerveaux de souris) et les avons exposées à des doses croissantes de pyriproxyfène. Les résultats ont été clairs : plus la dose était élevée, moins étaient générées de cellules et plus ces dernières mouraient. Fait remarquable, on a assisté à une production déséquilibrée de cellules nerveuses et gliales.

Comment le pyriproxyfène pourrait exacerber le Zika

Pour aller plus loin dans l’explication, nous avons vérifié le niveau d’expression des gènes dans les cellules souches exposées à l’insecticide. Nous avons observé qu’un certain nombre de gènes n’étaient pas exprimés normalement.

Parmi les gènes affectés, nous avons notamment trouvé Msi1, qui code pour la protéine Musaschi-1 utilisée par le virus Zika pour se répliquer et infecter d’autres cellules. Nous savions, grâce à des études antérieures, qu’une augmentation de l’hormone thyroïdienne entraînait une diminution de Musaschi-1. Le pesticide bloquant l’action de l’hormone, la protéine Musaschi-1 est plus présente au sein des cellules qui y sont exposées… C’est pourquoi nous avons envisagé qu’en augmentant Musaschi-1, le pyriproxyfène pourrait permettre au virus de se répliquer plus rapidement.

Pour le vérifier, nous avons infecté avec le virus Zika nos cellules souches de culture exposées à l’insecticide : la transcription de gènes clés a bien été altérée. Même si nous n’avons pas observé de taux d’infection plus élevés, l’exposition aux pesticides pourrait altérer le développement cérébral. De quoi aggraver l’impact du virus Zika sur les capacités intellectuelles d’un enfant. Devant les enjeux, une étude plus approfondie était nécessaire.

Pourquoi nous avons besoin de plus de recherche sur les interactions pesticide-virus

Ce n’est pas la première fois qu’on montre qu’un pesticide peut influer sur l’évolution d’une maladie. Par exemple, les personnes ayant des taux élevés d’acide perfluorobutanoïque (perturbateur endocrinien très répandu) dans le sang risquent de développer une forme plus grave de la Covid-19. Mais pour de nombreux pesticides omniprésents dans notre quotidien, nous n’avons aucune idée de la manière dont ils nous affectent, ou interagissent avec les maladies virales.

Les pesticides doivent donc faire l’objet de protocoles de tests améliorés afin que l’on puisse obtenir des données plus solides, pour informer les politiques de santé et les décideurs. Concernant le pyriproxyfène, si l’Europe ne propose pas de l’utiliser aux concentrations conseillées par l’OMS, elle l’a récemment réautorisé.

Notre étude souligne, une fois de plus, combien nous en savons peu sur les effets néfastes des pesticides sur la santé – sur notre développement cérébral, sur notre environnement, etc. Face aux épidémies émergeant avec le changement climatique, ce type de données nous alerte sur l’importance de l’enjeu pour la protection des générations futures.



Cet article est republié à partir de The Conversation sous licence Creative Commons.

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