L'aluminium dans le tissu cérébral des sujets autistes

JTEMB Adjuvant aluminium 04 février 2017

Journal des oligo-éléments en médecine et en biologie
Auteurs: Matthew Mould, Dorcas Umar, Andrew King, Christopher Exley
26 Novembre 2017

Abstract

Le trouble du spectre autistique est un trouble du développement neurologique d'étiologie inconnue (cause). Il est suggéré que la cause implique à la fois une sensibilité génétique et des facteurs environnementaux, qui incluent également des toxines environnementales à la fin. Des tentatives ont été faites pour relier l'exposition humaine à la toxine d'aluminium environnementale au trouble du spectre autistique. Ici, nous avons utilisé la technique de spectrométrie d'absorption atomique à four graphite chauffé transversalement (spectrométrie d'absorption atomique d'un four de graphite chauffé transversalement) pour mesurer, pour la première fois, la teneur en aluminium du tissu cérébral des sujets donneurs avec un diagnostic d'autisme. Nous avons également utilisé du fluor sélectif pour l'aluminium pour identifier l'aluminium dans les tissus cérébraux à l'aide de la microscopie à fluorescence. La teneur en aluminium du tissu cérébral dans l'autisme a été nettement élevée. La moyenne (entre parenthèses l'écart type) de la teneur en aluminium des 5 individus pour chaque lobe était de 3,82 (5,42), 2,30 (2,00), 2,79 (4,05) et 3,82, 5,17 (15) μg / g de poids de matière sèche pour les lobes occipital, frontal, temporal et pariétal respectivement. Ce sont parmi les valeurs d'aluminium les plus élevées mesurées jusqu'à présent dans le tissu cérébral humain et on doit se demander pourquoi, par exemple, la teneur en aluminium du lobe occipital d'un garçon de 8,74 ans devrait être de 11,59 (10) μg / g de poids de matière sèche? La microscopie à fluorescence sélective de l'aluminium a été utilisée pour identifier l'aluminium dans le tissu cérébral de XNUMX donneurs. Alors que l'on imaginait que l'aluminium était associé aux neurones, on a vu qu'il était présent dans la zone intracellulaire dans des cellules similaires à la microglie et dans d'autres cellules inflammatoires non neuronales des méninges, la vascularisation, la matière grise et la matière blanche. La proéminence de l'aluminium intracellulaire associée aux cellules non neuronales a été une observation exceptionnelle dans le tissu cérébral des sujets autistes et peut fournir des indices à la fois sur l'origine de l'aluminium présent dans le cerveau et sur le rôle possible de cette substance dans le déclenchement du trouble de la spectre autistique.

Introduction

Le trouble du spectre autistique (TSA) est un groupe de conditions pathologiques de développement neurologique de cause inconnue. Les facteurs génétiques [1] et environnementaux [2] sont très susceptibles d'être associés à l'apparition et à la progression du TSA, tandis que les mécanismes sous-jacents à son ASI devraient être multifactoriels [3-6]. L'exposition humaine à l'aluminium est soupçonnée d'être la cause du TSA, mais les conclusions sont discutables [7-10]. Jusqu'à présent, la plupart des études ont utilisé les cheveux comme indicateur de l'exposition humaine à l'aluminium tandis que la teneur en aluminium du sang et de l'urine a été utilisée dans une mesure beaucoup plus limitée. Les vaccins pédiatriques qui incluent un adjuvant à base d'aluminium sont une mesure indirecte de l'exposition des nourrissons à l'aluminium et leur utilisation croissante a été directement liée à l'augmentation de la prévalence des TSA [11]. Les modèles animaux de TSA continuent de soutenir une connexion avec l'aluminium et les adjuvants à base d'aluminium utilisés en particulier pour les vaccinations humaines [12]. À ce jour, il n'y a aucune étude sur la présence d'aluminium dans le tissu cérébral des donneurs décédés avec un diagnostic de TSA. Nous avons mesuré la quantité d'aluminium présente dans le tissu cérébral des sujets autistes et identifié l'emplacement de l'aluminium dans ces tissus.

Matériaux et méthodes
2.1. Mesure des quantités d'aluminium dans les tissus cérébraux
L'approbation éthique a été obtenue avec les tissus de la "Oxford Brain Bank" (Oxford Brain Bank - 15 / SC / 0639). Des échantillons d'écorce correspondant à environ un gramme de matière congelée des lobes temporal, frontal, pariétal et occipital et de l'hippocampe (seulement 0,3 gr) ont été obtenus de 5 personnes dont le diagnostic de TSA a été confirmé par l'ADI-R confirmé (Autism Diagnostic Interview -Révisé), 4 hommes et 1 femme, âgés de 15 à 50 ans (tableau 1). La teneur en aluminium de ces tissus a été mesurée au moyen d'une méthode consolidée et entièrement validée [13] qui n'est que brièvement décrite ici.

Résultats
3.1 Teneur en aluminium dans les tissus cérébraux
La teneur en aluminium de tous les tissus variait de 0,01 (la limite de quantification) à 22,11 mg / g de matière sèche. (Tableau 1). La teneur en aluminium de l'ensemble du cerveau (n = 4 ou 5 selon la disponibilité des tissus hippocampiques) variait de 1,20 (1,06) mg / g de matière sèche pour la femme de 44 ans (A1 ) à 4,77 (4,79) mg / g du mâle de 33 ans (A5). Des mesures antérieures de l'aluminium dans le cerveau, y compris notre étude de 60 cerveaux [15], nous ont permis de définir grossièrement des classes de teneur en aluminium en commençant par des valeurs inférieures ou égales à 1,00 mg / g comme pathologiquement bénignes (comme ci-contre du concept de «normal»). Environ 40% des tissus (24/59) avaient une teneur en aluminium considérée comme pathologiquement préoccupante (³2,00 mg /) tandis qu'environ 67% de ces tissus avaient une teneur en aluminium considérée comme pathologiquement significative (³3,00 mg / g ). Les cerveaux des 5 individus ont au moins un tissu avec une teneur en aluminium pathologiquement significative. Les cerveaux des 4 individus avaient au moins un tissu avec une teneur en aluminium supérieure ou égale à 5,00 mg / g, tandis que 3 d'entre eux avaient au moins un tissu avec une teneur en aluminium supérieure ou égale à 10,00 mg / g (Tableau 1). La teneur moyenne en aluminium (écart-type entre parenthèses) des 5 individus pour chaque lobe était de 3,82 (5,42), 2,30 (2,00), 2,79 (4,05) et 3,82 ( 5,17) pour les lobes frontal, occipital, frontal, temporal et pariétal. Il n'y avait aucune différence statistiquement significative de la teneur en aluminium entre les 4 lobes.

3.2. Fluorescence due à l'aluminium dans les tissus cérébraux
Nous avons examiné des coupes en série du cerveau de 10 personnes (3 femmes et 7 hommes) décédées avec un diagnostic de TSA et enregistré la présence d'aluminium dans ces tissus (tableau S1). L'excitation du complexe aluminium et lumogallion émet une fluorescence orange caractéristique qui apparaît de plus en plus jaune vif à mesure que l'intensité de la fluorescence augmente. L'aluminium, identifié comme dépôt réactif du lumogallion, a été enregistré dans au moins un tissu chez les 10 individus. L'autofluorescence des sections en série immédiatement adjacentes a confirmé que la fluorescence du lumogallion est indicative de la présence d'aluminium. Les dépôts d'aluminium étaient significativement plus fréquents chez les hommes (129 individus sur 7) que chez les femmes (21 individus sur 3). L'aluminium a été trouvé dans la matière blanche (62 dépôts) et la matière grise (88 dépôts). Chez les femelles, la plupart des dépôts d'aluminium ont été identifiés comme extracellulaires (15 sur 21) tandis que chez les hommes, la situation inverse a été trouvée avec 80 des 129 dépôts dans la zone intracellulaire. Nous n'avons reçu que 3 coupes en série de chaque tissu et, par conséquent, nous n'avons pu effectuer aucune coloration visant à identifier la morphologie générale, ce qui signifie qu'il n'a pas toujours été possible de déterminer quel sous-type cellulaire montrait la fluorescence due à l'aluminium. . Des globules blancs mononucléaires chargés d'aluminium, probablement des lymphocytes, ont été identifiés dans les méninges et pénétraient probablement dans le tissu cérébral par le système lymphatique (Fig. 10). L'aluminium pouvait clairement être vu à l'intérieur des cellules ou sous la forme de dépôts ponctuels discrets, ou sous forme de fluorescences jaunes intenses (Fig. 1). L'aluminium a été localisé dans les cellules inflammatoires associées à la vascularisation (Fig. 2). Dans un cas, ce qui semble être un lymphocyte ou un monocyte chargé d'aluminium a été noté à l'intérieur d'un vaisseau sanguin entouré de globules rouges tandis qu'un autre lymphocyte probable montrant une fluorescence jaune intense a été noté dans la membrane adventice (Fig. 2b). Des cellules gliales, dont certaines similaires à celles de la microglie qui ont montré une fluorescence due à la présence d'aluminium, ont souvent été observées dans le tissu cérébral au voisinage de dépôts extracellulaires colorés par l'aluminium (figures 3 et 4). Des dépôts d'aluminium d'environ 1 mm de diamètre étaient clairement visibles dans les corps rond et amiboïde des cellules gliales (par ex. Fig. 3b). L'aluminium intracellulaire a été identifié dans des neurones et cellules probables similaires à ceux de la glie, et souvent à proximité ou au même site que la lipofuscine (Fig. 5). La fluorescence sélective pour l'aluminium a permis d'identifier l'aluminium dans les sites extracellulaires et intracellulaires des cellules neuronales et non neuronales et dans tous les tissus cérébraux étudiés (figures 1-5). La méthode identifie l'aluminium uniquement comme en témoignent de grandes zones de tissu cérébral sans aucune fluorescence caractéristique indiquant la positivité à l'aluminium (Fig.

Discussion

La teneur en aluminium des tissus cérébraux des donneurs diagnostiqués avec un TSA était extrêmement élevée (tableau 1). Bien qu'une variabilité significative ait été trouvée entre différents tissus, différents lobes et différents sujets, la teneur moyenne en aluminium pour chaque lobe (parmi 5 individus) était au plus haut niveau de toutes les mesures précédentes de la teneur en aluminium dans le cerveau, y compris les cas de troubles iatrogènes tels que l'encéphalopathie par dialyse [13,15, 16-19]. Les 4 donneurs masculins avaient des concentrations d'aluminium cérébrales plus élevées que la seule femme donneuse. Chez ces hommes autistes, nous avons enregistré certaines des valeurs de teneur en aluminium les plus élevées dans le cerveau jamais mesurées dans des tissus sains ou malades, y compris des valeurs de 17,10 18,57 et 22,11 mg / g de matière sèche. (Tableau 1). Ce qui distingue ces données des autres analyses de l'aluminium dans le cerveau dans d'autres maladies, c'est l'âge des personnes autistes. Pourquoi, par exemple, un garçon de 15 ans aurait-il une teneur en aluminium aussi élevée dans son cerveau? Il n'y a pas de données comparables dans la littérature scientifique, les données les plus proches aussi élevées étant celles d'un homme de 42 ans atteint d'une «forme familiale» de la maladie d'Alzheimer (FAD) [19]. La microscopie sélective par fluorescence de l'aluminium a fourni des indications sur les sites de dépôt d'aluminium dans ces tissus cérébraux de sujets autistes (figures 1 à 5).

L'aluminium a été trouvé dans la matière blanche et grise et dans les sites extracellulaires et cellulaires. Ces derniers étaient particulièrement répandus dans ces tissus de sujets autistes. Les cellules qui sont apparues morphologiquement non neuronales et fortement chargées en aluminium ont été identifiées comme des cellules associées aux méninges (Fig.1), à la vascularisation (Fig.2) et comme des cellules de la matière grise et de la substance blanche (Figures 3-5). Certaines de ces cellules semblaient gliales (probablement des astrocytes) tandis que d'autres avaient des noyaux allongés qui leur donnaient l'apparence de cellules microgliales [5]. Ces derniers ont parfois été observés à proximité de gisements extracellulaires d'aluminium. Cela implique que l'aluminium a franchi en quelque sorte la barrière hémato-encéphalique et a été prélevé sur une cellule native, une cellule de microglie. Fait intéressant, la présence occasionnelle de cellules inflammatoires chargées d'aluminium dans la vascularisation et les leptoméningies ouvre la possibilité d'une manière différente d'entrée de l'aluminium dans le cerveau ou intracellulaire. Cependant, pour que ce deuxième scénario soit valide, on s'attendrait à ce qu'un certain type de dommage intracérébral se produise pour permettre à des lymphocytes et des monocytes de s'échapper de la vascularisation. L'identification faite ici des cellules non neuronales dont les cellules inflammatoires, les cellules gliales et les cellules microgliales, toutes chargées d'aluminium, est une observation exceptionnelle pour les TSA. Par exemple, la plupart des dépôts d'aluminium identifiés dans le tissu cérébral dans les «formes familières» de la maladie d'Alzheimer étaient extracellulaires et presque toujours associés à la matière grise [19].

L'aluminium est cytotoxique [21] et son association (représentée ici) avec les cellules inflammatoires de la vascularisation, des méninges et du système nerveux central peut difficilement être bénigne. La microglie d'aluminium fortement chargée, bien qu'elle puisse rester viable, au moins pendant un certain temps, sera inévitablement compromise et le dysfonctionnement de la microglie serait impliqué dans l'étiologie des TSA [22], par exemple dans les lésions synaptiques sans feuilles [23] . De plus, le fait que ces données suggèrent que l'entrée d'aluminium dans le cerveau par les cellules du système immunitaire circulant dans le sang et la lymphe est accélérée chez les sujets autistes pourrait commencer à expliquer la question posée d'abord de savoir pourquoi il y a tellement d'aluminium dans le cerveau d'un garçon autiste de 15 ans. Une limitation de notre étude est le petit nombre de cas disponibles pour l'analyse et la disponibilité limitée des tissus. En ce qui concerne ce dernier facteur, l'accès à seulement 1 g de tissu congelé et à seulement 3 coupes en série de tissu fixées par lobe pourrait normalement être considéré comme une limitation importante. Certes, si nous n'avions identifié aucun dépôt significatif d'aluminium dans un si petit échantillon de tissu (la masse moyenne du cerveau varie entre 1.500 2.000 et XNUMX XNUMX g), un tel résultat serait équivoque. Cependant, le fait que nous ayons trouvé de l'aluminium dans chaque échantillon de tissu, congelé ou congelé, suggère fortement que les personnes diagnostiquées avec un TSA ont des niveaux extraordinairement élevés d'aluminium dans le tissu cérébral et que cet aluminium est associé de manière prééminente aux cellules non neuronales incluses. ceux de la microglie et d'autres monocytes inflammatoires.

Conclusions
Nous avons effectué la première mesure de la teneur en aluminium dans le tissu cérébral chez les sujets autistes et nous avons montré que la teneur en aluminium dans le cerveau est extraordinairement élevée. Nous avons identifié l'aluminium dans le tissu cérébral dans les zones extracellulaires et intracellulaires (à la fois dans les neurones et les cellules non neuronales). La présence d'aluminium dans les cellules inflammatoires des méninges, dans la vascularisation, dans la matière grise et blanche est une observation exceptionnelle et pourrait démontrer un rôle de cause de l'aluminium dans l'étiologie des TSA.

PSUR 16: doublement des décès attendus
Si tous les enfants qui ont reçu la première dose du vaccin reçoivent un total de quatre doses et que la dernière dose est administrée au cours de la deuxième année de vie, alors on peut estimer qu'un quart (25%) des doses sont administrées à des enfants plus âgés à un an. Il s'agit du calendrier de vaccination recommandé en Allemagne. Cependant, certains pays, comme l'Italie, ne recommandent que trois doses, toutes la première année et aucune la seconde. De plus, tous les enfants ne reçoivent pas toutes les doses recommandées. Il est donc peu probable que 20 à 25% des doses soient utilisées au cours de la deuxième année. Dans le PSUR 15, il a été estimé que 90,6% des doses vendues ont été utilisées chez les nourrissons de moins d'un an et 9,4% pour ceux de plus d'un an. Dans le PSUR 16, l'estimation des doses reçues la deuxième année a plus que doublé (de 9,4% à 20%), et donc l'estimation des décès attendus a doublé. Malgré le doublement des décès attendus, le nombre de décès observés au cours de la deuxième année a été plus élevé que prévu au cours des 3 premiers jours après la vaccination (tableau 36, p249). Si l'estimation du PSUR 15 selon laquelle 9,4% des doses sont utilisées au cours de la deuxième année est correcte, cela s'applique également au PSUR 16 et, par conséquent, les décès observés sont plus élevés que les décès attendus au cours des 7 premiers jours.

Conflits d'intérêts
Les auteurs déclarent ne pas avoir de conflits d'intérêts

Remerciements

La recherche est financée par le Institut de recherche sur la sécurité médicale des enfants (CMSRI), une fondation à but non lucratif basée à Washington DC, aux États-Unis, qui s'occupe de la recherche

Références

A. Krishnan, R.Zhang, V. Yao, CL Theesfeld, AK Wong et al., Prédiction à l'échelle du génome et caractérisation fonctionnelle de la base génétique des troubles du spectre autistique, Nature Neuroscience 19 (2016) 1454-1462.
LA Sealey, BW Hughes, AN Sriskanda, JR Guest, AD Gibson et al., Facteurs environnementaux dans le développement des troubles du spectre autistique, Environ. Int.88 (2016) 288-298.
R. Koyama, Y. Ikegaya, Microglia dans la pathogenèse des troubles du spectre autistique, Neurosci. Rés.100 (2015) 1-5.
Q. Li, JM. Zhou, L'axe microbiote-intestin-cerveau et son rôle thérapeutique potentiel dans les troubles du spectre autistique, Neuroscience 324 (2016) 131-139.
C. Kaur, G. Rathnasamy, EA. Ling, Biologie de la microglie dans le cerveau en développement, J. Neuropathol Exp. Neurol. 76 (2017) 736-753.
M. Varghese, N. Keshav, S. Jacot-Descombes, T. Warda, B. Wicinski et al., Trouble du spectre de l'autisme: neuropathologie et modèles animaux, Acta Neuropathol. 134 (2017) 537-566.
H. Yasuda, Y. Yasuda, T. Tsutsui, Estimation of autistic children by metallomics analysis, Sci. Rep.3 (2013) 1199.
FEB Mohamed, EA Zaky, AB El-Sayed, RM Elhossieny, SS Zahra et al., Évaluation de l'aluminium capillaire, du plomb et du mercure dans un échantillon d'enfants égyptiens autistes: facteurs de risque environnementaux des métaux lourds dans l'autisme, Neuro comportemental. (2015) article 545674.
MH Rahbar, M. Samms-Vaughn, MR Pitcher, J. Bressler, M. Hessabi et al., Rôle des gènes métaboliques dans les concentrations d'aluminium dans le sang des enfants jamaïcains avec et sans trouble du spectre autistique, Int.J Environ. Res. Public Health 13 (2016) 1095.
AV Skalny, NV Simashkova, TP Klyushnik, AR Grabeklis, IV Radysh et al., Analyse des oligo-éléments capillaires chez les enfants atteints de troubles du spectre autistique et de troubles de la communication, Trace Elem. Med. Biol. 177 (2017) 215-223.
L. Tomljenovic, CA Shaw, Les adjuvants du vaccin à l'aluminium contribuent-ils à l'augmentation de la prévalence de l'autisme?, J. Inorg. Biochem. 105 (2011) 1489-1499.
CA Shaw, Y. Li, L. Tomljenovic, L'administration d'aluminium à des souris néonatales en quantités pertinentes au vaccin est associée à des résultats neurologiques indésirables à long terme, J. Inorg. Biochem. 128 (2013) 237-244
E. House, M. Esiri, G. Forster, P. Ince, C. Exley, Aluminium, fer et cuivre dans les tissus du cerveau humain donnés à l'étude sur la fonction cognitive et le vieillissement du Conseil de recherches médicales, Metallomics 4 (2012) 56-65.
M. Mould, H.Eriksson, P. Siesjö, A. Darabi, E. Shardlow, C. Exley, Identification sans équivoque de l'adjuvant intracellulaire en aluminium dans une lignée cellulaire monocytaire THP-1, Sci. Rep.4 (2014) 6287.
A. Mirza, A. King, C. Troakes, C. Exley, L'identification de l'aluminium dans le tissu cérébral humain par microscopie à lumogallion et à fluorescence, J. Alzh. Dis. 54 (2016) 1333 à 1338.
C. Exley, M. Esiri, Angiopathie congophile cérébrale grave coïncidant avec une augmentation de l'aluminium cérébral chez un résident de Camelford, Cornwall, UK, J. Neurol. Neurosurg. Psychiatrie 77 (2006) 877-879.
C. Exley, ER House, L'aluminium dans le cerveau humain, Monatsh. Chem. 142 (2011) 357- 363.
C. Exley, T.Vickers, Elevated brain aluminium and early l'apparition de la maladie d'Alzheimer chez un individu exposé professionnellement à l'aluminium: un rapport de cas, J. Med. Case Rep. 8 (2014) 41.
A. Mirza, A. King, C. Troakes, C. Exley, L'aluminium dans le tissu cérébral dans la maladie d'Alzheimer familiale, J. Trace Elem. Med. Biol. 40 (2017) 30-36.
R. Shechter, O. Miller, G. Yovel, N. Rosenzweig, A. London et al., Le recrutement de macrophages M2 bénéfiques pour la moelle épinière lésée est orchestré par le plexus choroïde cérébral distant, Immunity 38 (2013) 555-569.
Exley, La toxicité de l'aluminium chez l'homme, Morphologie 100 (2016) 51-55.
MW Salter, B. Stevens, Microglia apparaît comme un acteur central des maladies cérébrales, Nat. Med.23 (2017) 1018-1027.
U. Neniskyte, CT Gross, Jardiniers Errant: élagage synaptique dépendant des cellules gliales et troubles neurodéveloppementaux, Nat. Rev. Neurosci. 18 (2017) 658-670.
Une approche alternative aux vaccins combinés: administration intradermique de composants isolés pour contrôler l'anthrax, le botulisme, la peste et le choc toxique staphylococcique (publié le Journal of Immune Based Therapies and Vaccins. 2008 3 sept; 6: 5; auteurs Morefield GL, Tammariello RF et coll.; https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/18768085/)