Quand l’intestin parle, le cerveau exécute

Vues : 61
0 0
Durée de lecture :4 Minute, 30 Secondes

Immunité, métabolisme et fonctions cérébrales seraient-ils modulés directement par l’activité bactérienne du microbiote intestinal ? Une équipe de scientifiques découvre que des neurones de l’hypothalamus détectent directement les variations de l’activité bactérienne du microbiote intestinal et régulent en conséquence l’appétit et la température corporelle ouvrant de nouvelles voies vers d’autres approches thérapeutiques contre les troubles métaboliques, dont le diabète ou l’obésité.

Le microbiote intestinal constitue le plus grand réservoir de bactéries de l’organisme. De plus en plus de travaux montrent combien l’hôte et son microbiote intestinal sont dépendants l’un de l’autre, et soulignent l’importance de l’axe intestin-cerveau. À l’Institut Pasteur, des neurobiologistes de l’unité Perception et mémoire (Institut Pasteur/CNRS), des immunobiologistes de l’unité Microenvironnement et immunité (Institut Pasteur/Inserm), et des microbiologistes de l’unité Biologie et génétique de la paroi bactérienne (Institut Pasteur/CNRS/Inserm) ont mis en commun leurs expertises pour comprendre comment les bactéries de l’intestin peuvent avoir un effet direct sur l’activité de certains neurones du cerveau.
Les scientifiques se sont intéressés particulièrement au récepteur NOD2 (Nucleotide Oligomerization Domain) qui est présent à l’intérieur des cellules, en particulier des cellules immunitaires. Ce récepteur détecte la présence de muropeptides, des composés des parois bactériennes, qui peuvent être considérés comme les produits dérivés du microbiote intestinal. Par ailleurs, il était déjà connu que des variants du gène codant pour le récepteur NOD2 sont associés à certaines maladies du système digestif, telles que la maladie de Crohn, mais aussi à certaines maladies neurologiques ou troubles de l’humeur.

Quand le récepteur NOD2 est défaillant

Ces données ne permettaient pas encore de conclure à un rapport direct entre le fonctionnement des neurones du cerveau et l’activité bactérienne de l’intestin. C’est ce qu’a mis en lumière le consortium de scientifiques dans cette nouvelle étude, publiée dans Science le 15 avril dernier.

Grâce à des techniques d’imagerie cérébrale, les scientifiques ont tout d’abord observé, chez la souris, que le récepteur NOD2 est exprimé par des neurones de différentes régions du cerveau, et en particulier dans un centre nommé l’hypothalamus. Ils ont ensuite découvert que ces mêmes neurones voient leur activité électrique réprimée lorsqu’ils rencontrent des muropeptides bactériens issus de l’intestin. Les muropeptides sont libérés par les bactéries lorsqu’elles prolifèrent.

« Les muropeptides présents dans l’intestin, le sang et le cerveau sont considérés comme les marqueurs de la prolifération bactérienne », explique Ivo G. Boneca, responsable de l’unité Biologie et génétique de la paroi bactérienne à l’Institut Pasteur (CNRS/Inserm).

La communication entre l'intestin et le cerveau. © Institut Pasteur / Pascal Marseaud

À l’inverse, dans le cas où le récepteur NOD2 est défaillant, ces neurones ne sont plus réprimés par les muropeptides ; le cerveau perd alors le contrôle de la prise alimentaire et de la température corporelle. En conséquence, les souris prennent du poids et sont plus susceptibles à développer un diabète de type 2, en particulier chez les femelles âgées.

Contrôle métabolique via l’axe intestin-cerveau. La consommation alimentaire induit une expansion du microbiote intestinal. Cette expansion est suivie d’une augmentation de la libération de muropeptides par les bactéries intestinales. Lorsqu’ils atteignent le cerveau, ces muropeptides ciblent un sous-ensemble de neurones hypothalamiques inhibiteurs. Chez les femmes plus âgées, l’activation des récepteurs neuronaux Nod2 par les muropeptides diminue l’activité neuronale, qui à son tour aide à réguler la satiété et la température corporelle.
Contrôle métabolique via l’axe intestin-cerveau. La consommation alimentaire induit une expansion du microbiote intestinal. Cette expansion est suivie d’une augmentation de la libération de muropeptides par les bactéries intestinales. Lorsqu’ils atteignent le cerveau, ces muropeptides ciblent un sous-ensemble de neurones hypothalamiques inhibiteurs. Chez les femmes plus âgées, l’activation des récepteurs neuronaux Nod2 par les muropeptides diminue l’activité neuronale, qui à son tour aide à réguler la satiété et la température corporelle.

Une nouvelle approche thérapeutique contre les troubles métaboliques ou neurologiques
Chose étonnante, les scientifiques ont montré ici que ce sont les neurones qui perçoivent directement les muropeptides bactériens, alors que cette tâche est généralement dévolue aux cellules du système immunitaire. « Il est stupéfiant de découvrir que des fragments bactériens agissent directement sur un centre nerveux aussi stratégique que l’hypothalamus, connu pour gérer des fonctions vitales comme la température corporelle, la reproduction, la faim, ou la soif », commente Pierre-Marie Lledo, chercheur CNRS et responsable de l’unité Perception et mémoire à l’Institut Pasteur.

Ainsi, les neurones semblent détecter l’activité bactérienne (la prolifération et la mort) pour mesurer directement l’impact de la prise alimentaire sur l’écosystème intestinal. « Il est possible qu’une prise alimentaire excessive ou un aliment particulier favorise l’expansion exagérée de certaines bactéries ou de pathogènes, et mette ainsi en danger l’équilibre intestinal », souligne Gérard Eberl, responsable de l’unité Microenvironnement et immunité à l’Institut Pasteur (Inserm).

Étant donné l’impact des muropeptides sur les neurones de l’hypothalamus et le métabolisme, on peut s’interroger sur leur rôle dans d’autres fonctions du cerveau, et ainsi comprendre l’association entre certaines maladies du cerveau et les variants génétiques de NOD2. Cette découverte ouvre la voie à de nouveaux projets interdisciplinaires pour les trois équipes de recherche et à terme, à de nouvelles approches thérapeutiques contre les maladies du cerveau, ou les maladies métaboliques comme le diabète et l’obésité.

POUR EN SAVOIR PLUS

Un lien entre les cellules de notre cerveau et de nos intestins
Les cellules souches sont indispensables à la régénération de cellules endommagées, malades ou vieillissantes. Et des chercheurs montrent aujourd’hui l’existence d’une hormone commune au maintien d’un fonctionnement optimal de cellules souches différentes, présentes dans les intestins et le cerveau.

Happy
Happy
100 %
Sad
Sad
0 %
Excited
Excited
0 %
Sleepy
Sleepy
0 %
Angry
Angry
0 %
Surprise
Surprise
0 %
Previous post Pékin-New-York en 1 h ! La Chine développe un avion hypersonique qui pourra atteindre les 10.000 km/h !
Next post Présidentielle 2022 : investiture d’Emmanuel Macron, nouveau gouvernement, législatives… Les étapes à venir

Average Rating

5 Star
0%
4 Star
0%
3 Star
0%
2 Star
0%
1 Star
0%

Laisser un commentaire

%d blogueurs aiment cette page :