L’expérience a été menée sur le cerveau de grenouilles. De têtards même, pour être précis. Elle a consisté à exposer des embryons de l’espèce Xenopus laevis à un mélange de produits chimiques comparable à celui trouvé dans le liquide amniotique de la plupart des femmes enceintes. Parmi lesquels le plus connu est le bisphénol A présent, par exemple, dans les tickets de caisse. Le résultat, publié le 7 mars dans le journal Scientific Reports, montre que les neurones, chez ces têtards, sont plus petits.
Réalisée dans notre laboratoire du Muséum d’histoire naturelle, à Paris, cette expérimentation pourrait paraître bien éloignée de nos préoccupations d’humains, nous qui ressemblons si peu à des batraciens. Mais contrairement aux apparences, nous avons un important point commun : l’hormone produite par la thyroïde, cette glande du cou située au-dessus du sternum. L’hormone thyroïdienne est identique, à l’atome près, chez les humains, les grenouilles, ou encore les requins, les oiseaux, les souris. Et elle joue un rôle clé dans le développement du cerveau.
Ainsi, nos travaux permettent d’établir, scientifiquement, le fait suivant : quand des substances interfèrent avec l’hormone thyroïdienne chez les têtards, elles font planer également une menace sur l’intelligence chez les humains.
Un spécimen de grenouille Xenopus laevis. PLOS Biology 2011/wikimedia
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Par quel raisonnement notre équipe a-t-elle conçu cette expérience, et dans quel but exactement ? On observe aujourd’hui plusieurs signes inquiétants, à travers le monde, d’effets néfastes touchant le cerveau. La progression des troubles du spectre autistique (TSA), pour commencer. Ils affectent, aux États-Unis, un garçon sur quarante-deux, avec une nette augmentation de l’incidence depuis le début des années 2000. Ce phénomène coïncide avec une augmentation d’un autre trouble neurodéveloppemental, celui du déficit de l’attention avec ou sans hyperactivité (TDAH). Or les facteurs génétiques et l’élargissement des critères de diagnostic du TSA et du TDAH n’expliquent qu’en partie la progression. L’impact de facteurs environnementaux, qui sans doute exacerbent dans bien des cas des prédispositions génétiques, doit être examiné.
Une baisse des QI à travers le monde
Au même moment, on constate une baisse significative des QI dans plusieurs populations suivies de longue date par les chercheurs, comme des conscrits finlandais, des écoliers britanniques ou des adultes français. La publication régulière de données issues de ces différents pays en atteste.
De nombreux scientifiques cherchent aujourd’hui l’explication de ces changements dans l’exposition des individus, tôt dans la vie, aux produits chimiques en général, et aux « perturbateurs endocriniens » en particulier. Le terme désigne les molécules de synthèse qui peuvent interférer avec notre système endocrinien, c’est-à-dire brouiller le message des hormones voyageant par la circulation sanguine pour contrôler le fonctionnement de l’organisme.
Tandis que le fœtus devient un enfant puis un adolescent, les hormones adressent des signaux clés qui contribuent au bon développement de son cerveau. L’hormone thyroïdienne est l’une des plus importantes à jouer ce rôle.
Sans hormone thyroïdienne, l’enfant devient « crétin »
Si cette hormone n’est pas sécrétée au bon moment – surtout dans la période périnatale, avant et après la naissance –, l’enfant devient « crétin », au sens médical du terme. Peu de gens ont entendu parler de la pathologie qui se cache derrière ce terme utilisé couramment comme une injure. Le crétinisme se caractérise par un retard mental sévère, avec un QI inférieur à 35 – sachant qu’il se situe chez la plupart des gens entre 85 et 115. Seules quelques personnes âgées se souviennent avoir côtoyé des individus souffrant de cette terrible maladie, dont les causes sont connues depuis plus d’un siècle. Aujourd’hui, nous veillons à ce que chaque nouveau-né sécrète ou reçoive suffisamment d’hormone thyroïdienne.
Il n’est pas rare d’entendre que le cerveau humain est la structure la plus complexe sculptée par l’évolution. En effet, il a fallu 450 millions d’années depuis la première apparition des vertébrés – des poissons cartilagineux tels les requins et les raies – pour arriver à l’homme avec ses capacités de raisonnement uniques. Et dès les premiers vertébrés, l’hormone thyroïdienne – toujours elle ! – jouait déjà un rôle majeur dans plusieurs processus de la formation du cerveau.
Pour n’en retenir qu’un, citons la myélination, cette formation d’une couche de lipides autour des nerfs qui, à la façon d’une gaine sur un fil électrique, permet d’accélérer la transmission du signal nerveux. La glande thyroïde et la myélination sont apparues simultanément dans l’évolution des vertébrés. Et il faut savoir que l’hormone thyroïdienne n’a pas changé d’un iota sa structure au cours de ces 450 millions d’années. Elle est demeurée la même chez l’homme… et chez la grenouille.
Des produits chimiques dans le liquide amniotique
Or la signalisation induite par l’hormone thyroïdienne est la plus vulnérable, parmi toutes, aux produits chimiques présents dans l’environnement. Ceci est particulièrement inquiétant pour trois raisons. Premièrement, la production mondiale de l’industrie chimique a été multipliée par 300 en volume depuis 1970, selon le Fonds environnement des Nations unies. Des pesticides, des plastifiants et autres produits sont retrouvés en quantité non négligeable dans l’organisme de la plupart des enfants à travers la planète. Et dans celui des femmes enceintes. Une grande proportion de ces molécules passe la barrière du placenta, se retrouve dans le liquide amniotique et peut donc interférer, chez le fœtus, avec l’action des hormones thyroïdiennes.
Deuxièmement, l’étude d’une équipe néerlandaise publiée en 2016 a montré que les taux maternels d’hormones thyroïdiennes pendant les trois premiers mois de grossesse affectent le QI de l’enfant à venir. Pas assez d’hormones, ou trop d’hormones, ont également des effets néfastes, soulignant l’importance de la bonne quantité d’hormones au bon moment. Ces taux agissent même sur la structure du cerveau, diminuant la quantité de matière grise – les neurones – au profit de celle de la matière blanche – le tissu de soutien des neurones.
Il existe une troisième source d’inquiétude. Une équipe américaine a observé que les enfants nés de mères fortement exposées à des substances chimiques tels les PCBs (un liquide huileux longtemps utilisé dans les transformateurs électriques), connues pour interférer avec l’action des hormones thyroïdiennes, perdent en moyenne 6 points de QI par rapport à ceux dont les mères sont faiblement exposées.
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Un effet « cocktail » tout sauf festif
Aujourd’hui, nous sommes tous contaminés par un mélange de produits chimiques produisant un effet « cocktail » qui, contrairement à ce que son nom suggère, n’a rien de festif. Déjà, les effets sur l’organisme de chaque molécule prise isolément ont généralement été peu évalués. Alors s’agissant des effets produits par leurs interactions… le problème est plus complexe encore.
C’est pourquoi le biologiste Jean-Baptiste Fini et moi-même, avec les étudiants de notre équipe spécialisée dans l’évolution des régulations endocriniennes, avons conçu l’expérience impliquant des têtards.
Le « cocktail » auquel nous avons exposé ces futures grenouilles se compose de 15 produits chimiques courants dans notre quotidien, notamment le bisphenol A, le triclosan, le benzophénone-3 et le perchlorate de sodium, à des concentrations mesurées fréquemment dans le liquide amniotique humain.
Les têtards ont été exposés pendant seulement trois jours à ce mélange. Nous avons montré que cela a affecté non seulement le fonctionnement des hormones thyroïdiennes mais aussi l’expression de plusieurs gènes de leur cerveau. Au final, cette exposition a réduit le volume de leurs neurones et inhibé leurs mouvements.
L’urgence d’une révision de la réglementation
Ces résultats suggèrent que l’exposition à ces produits chimiques courants peut nuire au développement du cerveau des fœtus humains. Ils plaident pour une révision urgente de leur réglementation.
Pour conclure, un constat ironique. On conseille aux femmes enceintes de ne prendre aucun médicament, sauf en cas d’absolue nécessité. Or, chaque femme enceinte, à la ville comme à la campagne, quel que soit son mode de vie, est exposée dans son quotidien à des centaines de produits chimiques, sans rien y pouvoir. Qu’attend-on pour agir ?
Barbara Demeneix, Professeur en endocrinologie, Muséum national d’histoire naturelle (MNHN) – Sorbonne Universités
La version originale de cet article a été publiée sur The Conversation.
