Le prétraitement répété par de faibles doses de lipopolysaccharide améliore les anomalies comportementales et la réponse immunitaire aberrante induites par le stress de défaite sociale répétée

Contexte

Le stress a un impact significatif sur la santé humaine, en particulier le stress chronique qui peut provoquer divers troubles physiologiques et psychologiques. L’axe hypothalamo-hypophyso-surrénalien (HPA) est le principal système neuroendocrinien qui sécrète des glucocorticoïdes, tels que la corticostérone et le cortisol, pour réguler la réponse au stress. Cependant, une exposition prolongée au stress chronique peut perturber la fonction régulatrice de l’axe HPA, affectant ainsi le mécanisme de rétroaction négative des glucocorticoïdes et entraînant un dysfonctionnement physiologique. En même temps, les glucocorticoïdes régulent également le système immunitaire, y compris l’immunomodulation des réponses inflammatoires. Ces hormones de stress stimulent les cellules immunitaires in vitro et pénètrent dans le système nerveux central via la barrière hémato-encéphalique ou les voies de signalisation des seconds messagers du système nerveux central, activant les cellules immunitaires résidentes, en particulier les microglies. De nombreuses études ont montré que l’inflammation chronique est étroitement liée aux dysfonctionnements cérébraux, y compris les émotions, les fonctions cognitives et les modèles comportementaux.

Ces dernières années, il a été découvert que le prétraitement par de faibles doses de lipopolysaccharide (LPS) peut induire un état de tolérance, reconfigurer la réponse inflammatoire et ainsi réduire la production de facteurs inflammatoires. La tolérance au LPS a montré des effets neuroprotecteurs dans certains modèles de maladies neurologiques, mais son rôle préventif dans les troubles affectifs n’est pas encore pleinement élucidé.

Source de l’étude

Cet article intitulé “Repetitive Administration of Low-Dose Lipopolysaccharide Improves Repeated Social Defeat Stress-Induced Behavioral Abnormalities and Aberrant Immune Response” a été réalisé conjointement par Vichuda Charoensaensuk, Wei-Lan Yeh et al., et publié dans le Journal of Neuroimmune Pharmacology, volume 19, page 38, en 2024. L’article vise à explorer les effets du prétraitement au LPS sur les anomalies comportementales et la réponse immunitaire aberrante chez les souris soumises à un stress de défaite sociale répétée (RSDS), ainsi que ses mécanismes potentiels.

Processus de recherche

Cette étude a utilisé des souris mâles C57BL/6 âgées de huit semaines et des souris mâles CD-1 (ICR) âgées de vingt-cinq semaines. Les souris C57BL/6 ont été divisées en groupes expérimentaux et témoins, et élevées dans des conditions de laboratoire standard. Toutes les expériences animales ont suivi les directives de soins et d’utilisation des animaux de l’Université médicale de Chine.

Traitement des animaux et procédure RSDS

Les souris C57BL/6 ont reçu un prétraitement par injection intrapéritonéale de 0,5 mg/kg de LPS une fois par jour pendant 4 jours consécutifs pour induire une tolérance aux endotoxines. Ensuite, les souris ont subi une procédure RSDS de 6 jours. La procédure RSDS a été menée selon les protocoles standard, avec plusieurs souris C57BL/6 placées dans les cages de différents agresseurs ICR pour un contact physique de 2 heures chaque jour, puis retournées dans leurs propres cages pendant 22 heures.

Tests comportementaux et collecte d’échantillons

Le 11ème jour après la procédure RSDS, des tests d’interaction sociale, de labyrinthe en croix surélevé et de boîte claire/obscure ont été effectués, et des échantillons de sérum et de tissu cérébral ont été collectés pour une analyse ultérieure. Dans une autre expérience, des échantillons de cerveau, de sang, de rate et de moelle osseuse ont été prélevés dans les 12-13 heures suivant la fin de la procédure RSDS pour l’analyse des leucocytes.

Culture cellulaire et induction de la tolérance aux endotoxines

Les cellules microgliales de cerveau de souris adultes (IMG) et les cellules microgliales de cerveau de souris nouveau-nées (BV2) ont été cultivées dans un milieu DMEM contenant 10% de sérum fœtal bovin et 1% de pénicilline-streptomycine. Pour induire une réponse de tolérance cellulaire aux endotoxines, les cellules ont été traitées avec 10 ng/ml de LPS pendant 20 heures, puis avec 500 ng/ml de protéine recombinante de lipocaline 2 (LCN2) de souris pendant 12 heures avant l’extraction de l’ARNm.

Résultats de la recherche

La tolérance au LPS atténue le comportement d’évitement social induit par le RSDS

Le prétraitement au LPS a significativement prolongé le temps passé par les souris RSDS dans la zone d’interaction en présence de la cible, tout en réduisant le temps passé dans les coins. Cela indique que la tolérance au LPS peut atténuer le comportement d’évitement social des souris RSDS, sans affecter significativement l’interaction sociale des souris normales.

La tolérance au LPS améliore le comportement anxieux induit par le RSDS

Les comportements anxieux ont été testés à l’aide du labyrinthe en croix surélevé et du test de la boîte claire/obscure. Les résultats ont montré que le prétraitement au LPS augmentait significativement le temps passé par les souris RSDS dans les bras ouverts et la zone éclairée, tout en réduisant le temps passé dans les bras fermés et la zone sombre, indiquant que la tolérance au LPS peut atténuer le comportement anxieux induit par le RSDS.

La tolérance au LPS affecte les protéines liées au stress dans l’hippocampe des souris RSDS

Les niveaux d’expression des monoamine oxydases (MAO-A et MAO-B) et du récepteur des glucocorticoïdes (GR) dans l’hippocampe des souris RSDS ont changé de manière significative. Le prétraitement au LPS a significativement réduit l’expression de MAO-A et MAO-B, et augmenté l’expression de GR, suggérant que la tolérance au LPS améliore l’évitement social et le comportement anxieux en régulant les protéines liées au stress.

Le prétraitement au LPS régule l’infiltration des monocytes inflammatoires périphériques dans le cerveau via l’axe CCL2-CCR2

L’analyse par cytométrie en flux a révélé une augmentation significative des leucocytes périphériques CD11b+CD45hi et des monocytes inflammatoires CD11b+CD45hily6chiccr2+ dans le cerveau des souris RSDS, tandis que le prétraitement au LPS a significativement réduit le nombre de ces cellules. De plus, le prétraitement au LPS a réduit le rôle de l’axe CCL2/CCR2 dans l’infiltration des monocytes inflammatoires périphériques vers le cerveau, indiquant que la tolérance au LPS peut atténuer l’inflammation et les anomalies comportementales induites par le RSDS via cet axe.

La tolérance au LPS inhibe l’activation microgliale et l’expression de CCL2 induites par la lipocaline 2 (LCN2)

Le prétraitement au LPS a significativement réduit l’état d’activation des cellules microgliales et l’expression de LCN2 dans le cerveau des souris RSDS. Les expériences in vitro ont également montré que le prétraitement au LPS inhibait efficacement la surexpression de CCL2, IL-6, IL-1β et TNF-α induite par LCN2 dans les cellules microgliales, indiquant que LCN2 joue un rôle important dans l’activation microgliale et que la tolérance au LPS peut améliorer les anomalies immunitaires induites par le RSDS en régulant l’expression de LCN2.

La tolérance au LPS favorise les niveaux d’antioxydants endogènes dans l’hippocampe des souris RSDS

L’étude a en outre révélé que l’expression d’antioxydants endogènes tels que GCLM, GCLC, NQO1 et du marqueur phénotypique anti-inflammatoire ARG1 était significativement réduite dans l’hippocampe des souris RSDS, tandis que le prétraitement au LPS augmentait significativement les niveaux de ces protéines antioxydantes. Cela suggère que la tolérance au LPS améliore l’évitement social et le comportement anxieux en favorisant la production d’antioxydants endogènes et en inhibant la réponse inflammatoire.

Conclusion de l’étude

Cette étude démontre que le prétraitement répété par de faibles doses de LPS peut protéger les souris contre les anomalies comportementales et la réponse immunitaire aberrante induites par le RSDS à travers plusieurs mécanismes. Les résultats soutiennent que la tolérance au LPS protège les souris contre les réponses immunitaires anormales et les changements comportementaux induits par le RSDS en régulant l’interaction entre le système immunitaire et le système nerveux central, en réduisant l’infiltration des cellules inflammatoires périphériques dans le cerveau, et en maintenant l’équilibre entre l’inflammation et l’anti-inflammation dans le cerveau et le système immunitaire.