Les scientifiques découvrent un effet troublant du stress social chronique sur les cellules cérébrales

Une étude récente dans Vieillissement naturel met en lumière la façon dont le stress social accélère le processus de vieillissement au niveau cellulaire. Les chercheurs ont découvert que le stress social chronique amène les neurones des régions clés du cerveau à présenter des signes de sénescence, un état dans lequel les cellules cessent de se diviser et sécrètent des signaux inflammatoires liés aux maladies liées au vieillissement. Cette découverte renforce notre compréhension de la manière dont le stress dans l’environnement social pourrait influencer la santé à long terme et le processus de vieillissement.

Le lien entre le stress de la vie et les problèmes de santé est établi depuis longtemps. Le stress chronique peut augmenter le risque de diverses maladies liées au vieillissement, notamment la maladie d’Alzheimer, les problèmes cardiovasculaires et le diabète de type 2. Pourtant, les mécanismes par lesquels le stress accélère le vieillissement biologique restent mal compris.

Les chercheurs ont cherché à combler cette lacune en se concentrant sur la question de savoir si le stress social chronique pouvait déclencher la sénescence cellulaire. Bien que la sénescence cellulaire puisse remplir des fonctions protectrices, notamment en aidant à la cicatrisation des plaies, son accumulation est liée à l’inflammation, à la dégradation des tissus et aux maladies liées au vieillissement.

« Cette recherche s’inspire d’un nombre important de travaux prouvant que le stress de la vie, les déterminants sociaux et le faible statut socio-économique en particulier nuisent à la santé et accélèrent le vieillissement chez l’homme. Cependant, les mécanismes causals sont largement inconnus et presque impossibles à identifier chez l’homme », a déclaré l’auteur principal. Alessandro Bartolomucciprofesseur et chercheur biomédical Ancel Keys en physiologie et métabolisme à la faculté de médecine de l’Université du Minnesota.

« L’un des domaines qui nous intéressait le plus était la possibilité que le stress vital puisse accélérer le vieillissement en provoquant l’accumulation de cellules sénescentes. On sait que les cellules sénescentes ont un effet néfaste sur plusieurs maladies associées au vieillissement, de l’athérosclérose à la maladie d’Alzheimer et bien d’autres.

L’équipe de recherche a utilisé des modèles précliniques, en particulier des souris, pour étudier le rôle du stress sur l’accumulation de cellules sénescentes. Deux paradigmes de stress distincts ont été utilisés : le stress de subordination sociale, dans lequel les souris subordonnées étaient exposées à l’agression des souris dominantes, et le stress de contrainte psychologique, qui limitait les mouvements des animaux sans composante sociale. Les deux facteurs de stress ont été administrés sur quatre semaines.

« Mon laboratoire travaille depuis des années sur le développement de modèles murins de stress chronique, essayant de déterminer comment les facteurs de stress sociaux et psychologiques peuvent affecter la santé et le vieillissement », a expliqué Bartolomucci. « Des travaux antérieurs ont révélé que les facteurs de stress sociaux, en particulier la subordination sociale chronique,avoir un impact négatif durée de vie, provoquent plusieurs maladies liées au vieillissement et raccourcissent la durée de vie. Ce modèle de stress de subordination sociale chronique peut récapituler certains aspects de l’impact négatif d’un faible statut socio-économique sur la santé.

Dans leur nouvelle étude, les chercheurs ont découvert que le stress de subordination sociale conduisait à l’accumulation de cellules sénescentes dans des régions clés du cerveau. Plus précisément, les neurones de l’hippocampe et du cortex présentaient des marqueurs de sénescence, notamment l’expression de p16, une protéine associée à l’arrêt du cycle cellulaire et à la signalisation inflammatoire.

« L’une des surprises majeures a été que les neurones – et non d’autres cellules comme les microglies ou les astrocytes (cellules qui se divisent et prolifèrent) – sont la cible majeure, sinon la seule, de la sénescence induite par le stress », a déclaré Bartolomucci à PsyPost.

Les chercheurs ont noté une différence marquée entre les effets du stress social et ceux du stress de contrainte psychologique. Alors que les deux modèles de stress activaient les réponses du corps au stress, seul le stress social conduisait systématiquement à l’accumulation de cellules sénescentes dans les neurones. Comparé au stress social, le stress de contention entraînait moins de signes de sénescence et semblait moins impactant en termes de conséquences biologiques à long terme.

« L’exposition des souris à un modèle de stress psychologique et non social n’a augmenté dans le cerveau qu’une petite sous-population putative de cellules sénescentes – encore mal identifiées – montrant un marqueur accru connu sous le nom de p21 mais indépendant de p16 », a expliqué Bartolomucci.

Une autre observation significative était que la réponse aux dommages de l’ADN semblait être le principal moteur de la sénescence induite par le stress. Chez les souris exposées à un stress social chronique, les chercheurs ont découvert des niveaux élevés de marqueurs de dommages à l’ADN. Ces dommages déclenchent probablement la machinerie cellulaire responsable de l’activation d’un destin de sénescence.

Une découverte particulièrement frappante a été la spécificité régionale de la sénescence induite par le stress dans le cerveau. Les cellules sénescentes étaient concentrées dans l’hippocampe et le cortex, mais pas dans d’autres régions du cerveau généralement associées à la régulation du stress, comme l’hypothalamus ou l’amygdale. Cela suggère que le stress social chronique affecte les régions ciblées par les médiateurs du stress plutôt que celles responsables du déclenchement de la réponse au stress.

Fait intéressant, les chercheurs ont également découvert que les effets du stress social chronique sur la sénescence ne se limitaient pas au cerveau. Les tissus périphériques, notamment les cellules sanguines et le tissu adipeux, présentaient également une augmentation des marqueurs de sénescence. Cela suggère que l’impact du stress social pourrait potentiellement affecter la santé systémique et contribuer aux maladies liées au vieillissement dans tout le corps. Une exposition plus longue au stress social a amplifié ces effets, ce qui indique que l’impact cumulatif du stress au fil du temps pourrait être particulièrement nocif.

Les chercheurs ont tenté d’atténuer ces effets en ciblant les cellules sénescentes pour les éliminer à l’aide d’un modèle de souris conçu pour éliminer les cellules exprimant p16. Même si cette intervention a réduit l’accumulation de dommages à l’ADN et certains marqueurs de l’inflammation, elle n’a pas complètement inversé les effets physiologiques ou comportementaux du stress.

« Une autre surprise a été que malgré l’effet bénéfique de l’élimination des cellules exprimant p16 sur l’accumulation de dommages à l’ADN et de marqueurs de sénescence, l’effet néfaste du stress sur le comportement et la physiologie jusqu’à l’âge moyen (le maximum testé ici) n’a pas été amélioré. « , a déclaré Bartolomucci. « Cela suggère que soit d’autres cellules sénescentes contribuent aux effets négatifs, soit que ces cellules peuvent également avoir des effets protecteurs en cas de stress. Le travail est en cours pour discriminer.

L’étude s’ajoute au nombre croissant de preuves liant le stress chronique au vieillissement au niveau cellulaire, fournissant ainsi de nouvelles informations sur les mécanismes impliqués. Les recherches futures viseront à explorer d’autres voies biologiques impliquées dans le stress et le vieillissement, telles que les dommages oxydatifs et les dommages aux télomères. Les chercheurs espèrent également que cette recherche éclairera l’étude visant à déterminer si des mécanismes similaires sont en jeu chez les humains et testera des interventions susceptibles d’atténuer les effets néfastes du stress sur le vieillissement.

« Cette découverte pourrait avoir des implications significatives dans la compréhension de la façon dont le stress ‘s’infiltre’ et éclairer les nombreux essais cliniques axés sur le rôle des cellules sénescentes et d’autres mécanismes biologiques dans le vieillissement et la santé », a expliqué Bartolomucci. « Dans l’ensemble, nous espérons qu’à long terme, cette recherche pourra apporter de nouvelles connaissances fondamentales sur la façon dont le stress peut affecter négativement les mécanismes biologiques du vieillissement, et dans quelle mesure la manipulation de ces mécanismes peut conférer une résilience aux effets néfastes sur la santé induits par le stress. »

L’étude, « Le stress social chronique induit une accumulation de cellules sénescentes médiée par p16 chez la souris», a été rédigé par Carey E. Lyons, Jean Pierre Pallais, Seth McGonigle, Rachel P. Mansk, Charles W. Collinge, Matthew J. Yousefzadeh, Darren J. Baker, Patricia R. Schrank, Jesse W. Williams, Laura J. Niedernhofer, Jan M. van Deursen, Maria Razzoli et Alessandro Bartolomucci