Schizophrénie : une affaire de neurones ?
C’est en 1992 que l’association européenne contre les leucodystrophies est créée, à Metz. Elle a pour but d’informer et de financer la recherche sur un ensemble hétérogène de pathologies génétiques terribles, les leucodystrophies. Parrainée en 2000 par Zinedine Zidane, elle est aujourd’hui très active dans les activités de recherche et dans le développement de nouveaux traitements.
Les leucodystrophies sont des maladies génétiques qui
affectent la myéline du système nerveux central (notre cerveau et notre moelle
épinière), très importante dans la conduction des influx nerveux le long des
axones, sortes de long câbles émanent des neurones. La myéline est produite par
les oligodendrocytes, sortes de grandes cellules ramifiées qui enroulent leurs
tentacules membranaires autour des axones. La myéline est donc composée d’une
multitude de couches graisseuses dont le rôle est d’accélérer la vitesse de
propagation des messages neuronaux au travers du système nerveux. Son
altération, comme dans le cas des leucodystrophies, a un impact très important
sur le fonctionnement cérébral, et donc sur la vie des enfants qui en
souffrent.
Les symptômes des leucodystrophies sont très variables, et dépendent de nombreux facteurs. On retrouve par exemple des symptômes psychotiques, qui appartiennent à la sphère psychiatrique, chez plus de 50 % des malades atteints de leucodystrophie métachromatique (un sous-type de leucodystrophie). La schizophrénie représente l’archétype du trouble psychotique. Elle regroupe un ensemble de symptômes, comme les hallucinations, les idées délirantes, la désorganisation de la pensée ou son appauvrissement, et ses origines sont encore aujourd’hui mal définies.
Selon le modèle le plus répandu, la schizophrénie prend sa source dans le dysfonctionnement de certains neurones du cerveau, qui fonctionnent grâce à un neurotransmetteur bien particulier, la dopamine. Selon cette vue simpliste (mais qui a le mérite d’être facilement compréhensible), la schizophrénie résulte d’une dérégulation des neurones à dopamine de notre cerveau. Ainsi, la dopamine sera excédentaire dans certaines régions cérébrales, et déficitaire dans d’autres. Cette hypothèse dopaminergique est pertinente, et l’ensemble des traitements actuels reposent dessus : les antipsychotiques qu’on utilise chez les patients schizophrènes sont, pour simplifier, des bloqueurs de dopamine, et sont d’une redoutable efficacité sur les hallucinations et les idées délirantes.
Selon la théorie dopaminergique, la schizophrénie est
essentiellement une pathologie « neuronale ». Il est donc surprenant
d’observer des symptômes proches chez les patients atteints de leucodystrophie,
une pathologie touchant exclusivement les oligodendrocytes et la myéline qui
entoure les neurones. D’autant plus que les leucodystrophies ne sont pas les
seules maladies de la myéline qui provoquent des symptômes psychotiques. Par
exemple, de telles manifestations sont rapportées dans environs 20 % des
cas d’oligodendrogliomes, des tumeurs cérébrales situés au niveau des faisceaux
de myéline (qui forment au niveau macroscopique la « substance
blanche »), mais aussi dans certains cas de lupus ou d’agénésie du corps
calleux (l’un des principaux faisceaux de myéline, qui connecte nos deux
hémisphères).
Ces observations mettent en lumière la composante
« non-neuronale » des symptômes psychotiques et de la schizophrénie,
dont une partie des manifestations semblent s’expliquer par des anomalies de la
myéline.
De nombreuses études ont mis en évidence des anomalies de la
substance blanche (et de la myéline qu’elle contient) chez les patients
schizophrènes. De nombreuses études d’imagerie montrent que les faisceaux
d’axone connectant le cortex préfrontal, siège de nos capacités cognitives
complexes, ainsi que ceux connectant le cortex limbique (qui gère nos émotions,
entre autre), fonctionnent moins bien. Ces anomalies sont
corrélées avec de nombreux symptômes psychotiques, comme les hallucinations ou
l’appauvrissement de la vie psychique (ce qu’on appelle les symptômes négatifs,
et qu’on pourrait approximer par : moins d’envie, moins de pensée, moins
d’émotion). Ces anomalies de la substance blanche à l’imagerie cérébrale sont
particulièrement intéressantes, et pourraient avoir un intérêt pronostic, en
particulier lors du premier épisode délirant et de l’entrée dans la
schizophrénie.
Ce que l’on observe à l’imagerie (une substance blanche altérée) repose sur des processus moléculaires et cellulaires de mieux en mieux compris, et les preuves impliquant les oligodendrocytes dans la schizophrénie s’accumulent. Plusieurs chercheurs ont retrouvé, à l’autopsie de patients schizophrènes, une raréfaction des oligodendrocytes au niveau du cortex, les oligodendrocytes restant étant anormaux. De plus, si de larges études génétiques ont identifié des gènes « neuronaux » dans les facteurs de risque de schizophrénie, elles ont aussi mis en évidence des gènes exprimés spécifiquement par les oligodendrocytes ou les cellules souches qui en sont à l’origine.
Une question de timing
Comme nous le disions plus haut, les leucodystrophies
représentent un ensemble assez hétérogène de pathologies, qui ont des
manifestations cliniques différentes. Ainsi, certaines maladies, comme
l’adrénoleucodystrophie (ALD), ne sont que très rarement à l’origine de
symptômes psychotiques, contrairement à la leucodystrophie métachromatique
(LDM). Comment expliquer cette différence, alors que les deux pathologies
affectent la myéline de manière similaire ?
Les lésions observées dans l’ALD et la LDM diffèrent en
réalité très légèrement. Dans la LDM, ce sont les faisceaux de substance
blanche émanant du cortex préfrontal qui sont particulièrement touchés, alors
que ce sont les faisceaux plus postérieur, touchant par exemple le cortex
occipital, qui sont principalement atteint dans l’ALD. Le site des lésions
semble donc important dans l’expression des symptômes psychiatriques.
Mais plus intrigant, de telles manifestations semblent encore plus dépendante du timing d’apparition de ces lésions. En effet, dans le cas de l’ALD tout comme la LDM, les symptômes observés changent en fonction de l’âge d’apparition de la maladie. Chez l’enfant, cela se traduira le plus souvent par un retard mental ou psychomoteur, alors que chez l’adulte, on observe le plus souvent un tableau de type démentiel (au sens médical, c’est-à-dire une détérioration des capacités intellectuelles, une diminution de l’autonomie…). Le risque de développer des symptômes psychotiques semble maximal lorsque la maladie débute à l’adolescence.
Le cerveau est une structure dynamique, très immature à la
naissance d’un nouveau-né, et qui est le siège de profonds remaniements au
cours des 30 premières années de vie. Cette immaturité est particulièrement
importante car c’est elle qui rend le cerveau humain si malléable et
influençable, pour le meilleur comme pour le pire. Pendant les premières années
de vie, on observe ainsi une création massive de synapses, les connexions entre
neurones et la mise en place progressive de la myéline autour des axones – un
processus appelé myélinisation.
Au cours du développement cérébral, l’adolescence correspond à une période particulièrement à risque. Le cerveau adolescent est en effet très malléable et donc très sensible aux influences extérieures -que ce soit des traumatismes, du cannabis, ou une pathologie cérébrale. Une perturbation de la maturation cérébrale au cours de ces périodes critiques du développement ont un impact bien plus important et durable, en comparaison à une lésion similaire qui surviendrait à l’âge adulte.
C’est comme cela qu’il faut comprendre les différences
symptomatiques entre leucodystrophies, dont nous parlions plus haut.
Lorsqu’elle touche les réseaux préfrontaux, au cours d’une période d’intense
maturation cérébrale, la leucodystrophie modifie profondément le processus de
myélinisation. Cela aboutit à la mise en place de circuits pathologiques qui
peuvent être à l’origine de symptômes psychotiques.
Le timing de survenue des lésions de la substance blanche
explique très bien la rareté des symptômes psychotiques dans la sclérose en
plaque, une pathologie grave qui entraîne la destruction de la myéline chez
l’adulte. Cette destruction est intermittente et localisée, et bien souvent les
lésions ne sont pas assez étendues pour désorganiser suffisamment les réseaux
neuronaux et aboutir à des symptômes psychotiques. Mais surtout, La sclérose en
plaque débute rarement chez l’adolescent, et touche donc le plus souvent les
adultes, dont les réseaux neuronaux et la myéline sont bien en place, et ont pu
achever tranquillement leur maturation.
C’est en perturbant sa mise en place, et non en détruisant la
myéline déjà formée, qu’on aboutit le plus souvent à des symptômes
psychotiques.
L’adolescence n’est pas la seule période critique du développement
cérébral. La mise en place du cerveau chez le fœtus au cours de la vie
intra-utérine est elle aussi particulièrement à risque. Nous avons déjà vu dans
un précédent article qu’une infection au cours de la grossesse constituait un
facteur de risque de développer, plus tard une schizophrénie. Ce risque en
lui-même est bien sûr faible, mais il peut devenir significatif chez un bébé
porteur de facteurs de risque génétiques et qui fumera, au cours de son
adolescence, du cannabis -par exemple. La schizophrénie n’a jamais une origine
unique. Il s’agit d’un trouble multifactoriel, c’est donc l’accumulation des
facteurs de risque qui provoquera son apparition.
Une inflammation du cerveau fœtal au cours de la grossesse,
via une infection maternelle, pourrait être à l’origine des anomalies de
myéline que l’on observe plus tard. En effet, lors d’une telle inflammation,
des cellules spécifiques du cerveau s’activent, intégrées sous le terme
générique de microglie.
Cette microglie a un rôle capital dans la défense du cerveau
contre les micro-organismes, mais aussi dans la maturation de celui-ci. Au
niveau des neurones, c’est elle qui est capable de détruire les synapses
inutiles. Une hyper-activation de la microglie pourrait donc aboutir à une
perte anormale de synapses, que l’on observe par ailleurs dans le cerveau
schizophrène. Mais plusieurs études ont montré que les cellules microgliales
ont aussi un effet important sur les oligodendrocytes, et plus particulièrement
les cellules souches qui en seront à l’origine. Les cellules microgliales sont
capables d’inhiber la maturation de ces dernières, qui ne peuvent donc former
que des oligodendrocytes immatures et peut efficaces dans leur travail de
myélinisation du système nerveux.
Ainsi donc, de la même façon qu’à l’adolescence, la
perturbation de la myélinisation au cours de la vie fœtale entraînerait
l’apparition des anomalies de la substance blanche retrouvées dans la
schizophrénie.
Mais la perturbation de la maturation des cellules souches
fœtales n’intéresse pas seulement les futurs oligodendrocytes. Il existe dans
notre cerveau d’autres cellules, appelées astrocytes du fait de leur aspect
étoilé, qui proviennent des mêmes cellules souches et dont le rôle au sein de
notre cerveau est essentiel.
Les astrocytes ont longtemps été cantonnés au rôle
(réducteur) de soutient métabolique des neurones. Ces derniers ont en effet de
lourds besoins en glucose et oxygène pour pouvoir fonctionner efficacement. Ces
éléments leur sont apporté par les astrocytes, qui sont à l’interface de la
circulation sanguine et des neurones. Mais leur action va en réalité beaucoup
plus loin. Ils sont particulièrement impliqués dans la mise en place et le bon
fonctionnement des synapses. C’est eux par exemple qui sont chargés de nettoyer
la synapse après que le neurone ait vomit tout son glutamate, le principal
neurotransmetteur excitateur du cerveau. C’est eux aussi qui régulent
l’environnement extérieur du neurone. La transmission des influx nerveux
reposant sur des flux ioniques (sodium, potassium) à travers la membrane du
neurone, il faut bien quelqu’un pour entretenir les gradients de part et
d’autre, sans quoi ils s’annuleraient progressivement et aucun influx nerveux
ne pourrait circuler. C’est dire l’importance des astrocytes dans le fonctionnement
de notre cerveau, et en particulier de nos neurones !
Rappelez-vous de ce que nous disions au début de cet article : la schizophrénie est un trouble principalement neuronal. Mais les neurones ne fonctionnement pas de façon indépendante. Ils ont besoin de cellules de soutient, comme des astrocytes. Une altération du fonctionnement de ces derniers peut avoir un retentissement significatif sur l’activité neuronale. Plusieurs études portant sur la schizophrénie ont d’ailleurs mis en évidence des anomalies au niveau des astrocytes corticaux.
Les anomalies astrocytaires sont concordantes avec certaines
anomalies neuronales. Par exemple, le glutamate, un neurotransmetteur impliqué
dans la schizophrénie, est en partie régulé par les astrocytes, tout comme le
potassium, dont la dérégulation pourrait être à l’origine de certains troubles
du sommeil, souvent rencontrés par les patients schizophrènes. Enfin, le rôle
des astrocytes apparaît essentiel au bon développement des capacités cognitives
d’un individu. Ces dernières sont souvent altérées chez les personnes souffrant
de schizophrénie.
Il ne s’agit que de preuves indirectes, mais qui ont permis à
des scientifiques de formuler une hypothèse cohérente du rôle des astrocytes,
oligodendrocytes et microglie dans la genèse de la schizophrénie. Selon eux,
l’activation excessive de la microglie au cours du développement cérébral, et
en particulier pendant la vie fœtale, perturberait la maturation des
oligodendrocytes et des astrocytes, aboutissant à un défaut de myélinisation et
une mise en place aberrante des synapses. Ces perturbations seraient
responsables d’un défaut de connectivité cérébrale et d’une asynchronie des
différentes aires corticales, à l’origine des symptômes psychotiques comme les
hallucinations et les idées délirantes.
Un cerveau isolé
Mais les anomalies non-neuronales de la schizophrénie ne
s’arrêtent pas là. Les astrocytes, outre leur rôle de soutient métabolique des
neurones et leur action déterminante dans le bon fonctionnement des synapses,
font partie d’une structure essentielle au bon fonctionnement cérébral :
la barrière hémato-encéphalique.
Le cerveau est très isolé du reste de l’organisme, qui peut
être, via la circulation sanguine, vecteur de nombreux dangers sous forme de
virus, bactéries ou autres métabolites. La barrière hémato-encéphalique a un
rôle de filtre, très performant, capable à la fois de laisser passer les
nutriments essentiels au fonctionnement cérébral, tout en limitant l’accès des
substances potentiellement nocives.
De nombreux travaux renforcent l’hypothèse d’une effraction de la barrière hémato-encéphalique dans la schizophrénie. Certaines études montrent par exemple une concentration anormalement élevée d’albumine dans le cerveau de ces patients, alors qu’il s’agit normalement d’une molécule sanguine incapable d’y pénétrer. D’autres études montrent un mécanisme inverse : la protéine S100B, sécrétée uniquement par les astrocytes et les oligodendrocytes du cerveau, était retrouvée dans la circulation sanguine alors qu’elle est normalement incapable d’y diffuser ! Cette protéine est d’autant plus intéressante que certains travaux suggèrent que sa concentration sanguine (proportionnelle aux altération de la barrière hémato-encéphalique) serait corrélée à l’intensité des symptômes psychotiques.
Une barrière hémato-encéphalique altérée pourrait autoriser
l’accès cérébral à certaines cellules ou protéines du système immunitaire.
Cette considération est passionnante et s’inscrit dans l’hypothèse d’une
origine immunitaire de certaines schizophrénies.
Si l’altération de la barrière hémato-encéphalique apparaît
importante dans la genèse des symptômes psychotiques de la schizophrénie, elle
apparaît tout aussi capitale dans leur prise en charge. En effet, le rôle de
filtre dont nous parlions plus haut ne se cantonne pas aux micro-organismes et
autres protéines, mais touche de nombreuses molécules, et en particulier les
médicaments.
C’est d’ailleurs l’une des raisons de l’incroyable difficulté
à développer de nouveaux traitements psychotropes : c’est une tâche ardue
que de les faire pénétrer dans le cerveau ! Cela est principalement dû à
une protéine, la P-gp, contenue principalement dans les cellules endothéliales,
présentes au contact de la circulation et qui forment la paroi interne des
vaisseaux sanguins. Le rôle de la P-gp est de bloquer l’accès cérébral aux
molécules malveillantes. De nombreux médicaments étant sensibles à la P-gp, leur
diffusion jusqu’aux neurones s’en trouve grandement diminuée ! Il est
d’ailleurs particulièrement intéressant de remarquer que la clozapine, qui
représente le plus puissant antipsychotique de notre arsenal thérapeutique, a
comme effet secondaire d’inhiber la P-gp. La clozapine facilite donc sa propre
diffusion au cerveau, ce qui pourrait expliquer en partie sa grande efficacité !
La P-gp est un policier particulièrement sévère : elle empêche nos traitements psychotropes d'atteindre le cerveau ! |
L’activité de la P-gp pourrait aussi expliquer pourquoi certains patients deviennent résistants, au bout d’un certain temps, à leur traitement antipsychotique. Des études ont montré que l’activité de la P-gp dans leur cerveau était plus élevée, restreignant l’accès cérébral de la molécule et diminuant donc son efficacité.
Nous le voyons bien, la schizophrénie s’étend bien au-delà
d’une simple anomalie neuronale. C’est l’ensemble des cellules cérébrales qui
sont affectées. Il faut cependant rester prudent dans nos interprétations. En
effet, les interactions entre neurones, microglie, astrocytes ou
oligodendrocytes sont nombreuses et complexes. S’intéresser isolément à un type
cellulaire particulier, c’est se mettre de terribles œillères ! C’est probablement
des anomalies simultanées dans l’ensemble du cerveau qui aboutissent au trouble
schizophrénique.
Les corrélations que l’on observe ne doivent pas non plus
être prise pour des liens de causalité. Par exemple, les relations entre
barrière hémato-encéphaliques et traitements antipsychotiques sont loin d’être
claires. En effet, certaines études ont montré que les antipsychotiques pouvaient
altérer cette structure : dès lors, les anomalies que l’on observe
sont-elles dues à la schizophrénie ou à son traitement ? Des études
rigoureuses sont nécessaires pour répondre à cette question.
Il faut enfin avoir en tête que ces anomalies ne touchent pas
nécessairement l’ensemble des patients schizophrènes. Par exemple, il
semblerait que l’augmentation de l’albumine cérébrale ne touche que 20 %
des patients. On peut donc supposer qu’une barrière hémato-encéphalique altérée
n’est pas retrouvée chez tous les malades. Cela met parfaitement en évidence la
grande hétérogénéité, clinique et étiologique, des troubles schizophréniques :
il n’existe pas une, mais des schizophrénies.
SOURCES :
- https://ela-asso.com/lassociation/25-ans-dela/
- Walterfang, Mark, et al. "Diseases of
white matter and schizophrenia-like psychosis." Australian &
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