Des scientifiques ont identifié une cause possible de la malrotation intestinale, une anomalie congénitale fréquente mais mal comprise, dans laquelle l’intestin ne tourne pas correctement au cours du développement.
Aux États-Unis, des chercheurs ont constaté que l’exposition à l’atrazine, un herbicide, pouvait perturber la rotation intestinale chez les embryons de grenouille, dont l’intestin se développe de manière similaire à celui des humains.
« Nos résultats ouvrent de nouvelles pistes pour explorer les causes sous-jacentes de cette anomalie congénitale répandue », indique Nanette Nascone-Yoder, spécialiste des sciences biomédicales moléculaires à l’université d’État de Caroline du Nord.
« Les embryons de grenouille se développent en quelques jours seulement et sont très faciles à étudier expérimentalement. Ils nous permettent donc de tester rapidement de nouvelles hypothèses sur la manière dont le développement se dérègle lors d’une malrotation, et sur les raisons de ce dérèglement. »
Comment se produit la malrotation intestinale
Au cours de la formation du système digestif des vertébrés, le tube intestinal s’allonge considérablement. Cette longueur supplémentaire tient dans l’espace relativement restreint du corps grâce à la rotation intestinale, un processus qui enroule étroitement le « tube » en une spirale compacte.
Chez l’humain, cette rotation résulterait d’un mouvement de révolution du tractus intestinal embryonnaire, même si son mécanisme précis reste inconnu.
« En tant que vertébrés, les grenouilles et les humains ont un ancêtre commun et présentent de nombreuses caractéristiques anatomiques similaires, notamment un intestin qui tourne dans le sens inverse des aiguilles d’une montre », précise Nanette Nascone-Yoder.
Le processus de rotation échoue dans environ 1 naissance humaine sur 500, entraînant un déplacement de l’intestin appelé malrotation intestinale. Celle-ci peut provoquer de graves complications, notamment une occlusion lorsque l’intestin s’enroule sur lui-même, nécessitant une intervention chirurgicale dans les premiers mois de vie.
Des facteurs génétiques et environnementaux contribueraient à la malrotation, mais ce processus complexe demeure mal compris. Cela peut paraître surprenant compte tenu de la fréquence de l’anomalie. Les chercheurs estiment que cette situation tient en partie à la connaissance limitée du déroulement de la rotation lors d’un développement normal.
L’atrazine perturbe la rotation intestinale chez la grenouille
L’équipe s’est intéressée à l’atrazine comme cause possible après avoir découvert, lors d’expériences en laboratoire sur des grenouilles, que cet herbicide augmentait fortement la fréquence des rotations intestinales dans le mauvais sens.
« Les embryons de grenouille se développent dans une boîte de Petri et sont transparents pendant la formation de l’intestin. On peut donc les exposer à des médicaments ou à des substances chimiques présentes dans l’environnement afin de repérer celles qui sont susceptibles de provoquer une malrotation », explique Nanette Nascone-Yoder.
L’atrazine compte parmi les herbicides agricoles les plus utilisés aux États-Unis, au Canada et en Australie. L’Union européenne l’a toutefois interdite en 2004 en raison de préoccupations concernant la contamination des eaux souterraines. Elle a été associée à certains problèmes de santé chez le rat et chez l’humain, mais les données sont complexes et des études supplémentaires sont nécessaires pour parvenir à des conclusions définitives.
En laboratoire, l’exposition à l’atrazine a provoqué un déséquilibre métabolique chez les embryons de grenouille. Celui-ci empêchait les cellules de se diviser, de croître ou de se réorganiser correctement, perturbant ainsi plusieurs processus cellulaires dans l’intestin. Les tissus avaient davantage de mal à s’étirer normalement, ce qui raccourcissait le tube intestinal.
« Le raccourcissement du tube intestinal qui en résulte empêche alors la boucle intestinale en épingle à cheveux, essentielle au processus, d’atteindre sa position anatomique normale, contraignant l’intestin à s’enrouler dans le sens inverse », écrivent les auteurs de l’étude.
Un déséquilibre métabolique en cause
Selon l’équipe, ces problèmes de développement intestinal semblent découler d’un déséquilibre des réactions d’oxydoréduction de l’organisme provoqué par l’atrazine. Un déséquilibre entre les agents oxydants et antioxydants d’une cellule peut contribuer à l’apparition de maladies. Lorsque les grenouilles ont été traitées avec des antioxydants avant leur exposition à l’atrazine, leur intestin ne s’est pas enroulé dans le mauvais sens.
Il faut toutefois souligner que les embryons de grenouille ont été exposés à des concentrations 1 000 fois supérieures à celles normalement présentes dans l’environnement. Ces résultats ne prouvent pas que l’exposition à l’atrazine provoque une malrotation chez l’humain.
Les conclusions mettent néanmoins en évidence l’importance des voies métaboliques dans le développement intestinal et font apparaître des causes possibles de malrotation intestinale, même si de nombreuses questions restent à explorer.
« La perturbation des mêmes processus métaboliques cellulaires que ceux affectés par l’atrazine, par exemple à la suite d’une exposition à d’autres substances chimiques présentes dans l’environnement et/ou de variations génétiques qui influencent le métabolisme, pourrait contribuer à la malrotation intestinale chez l’humain », indique Nanette Nascone-Yoder.
« Nous commençons maintenant à examiner plus en profondeur les événements cellulaires qui coordonnent le processus complexe d’allongement et de rotation de l’intestin. »
L’étude a été publiée dans la revue scientifique Development.
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